مدار فیلتر بالاگذر CR (انگلیسی : CR High-Pass Filter)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit)
انواع مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit) را در آموزش زیر شرح دادیم :
مدار فیلتر بالاگذر CR (انگلیسی : CR High-Pass Filter) :
مدار فیلتر بالاگذر CR (CR High-Pass Filter) که گاهی به آن فیلتر بالاگذر RC نیز گفته می شود (با جابجایی نام عناصر)، مداری است که از یک خازن (C) در مسیر سری سیگنال و یک مقاومت (R) که به صورت موازی با خروجی (یا بین خروجی و زمین) قرار دارد، تشکیل شده است. این فیلتر فرکانس های بالا را عبور داده و فرکانس های پایین را تضعیف می کند.
اصل عملکرد: در فرکانس های پایین، راکتانس خازن (
\[ X_C = \frac{1}{2\pi f C} \]) بسیار زیاد است، بنابراین خازن مانند یک مدار باز عمل کرده و مانع عبور سیگنال به مقاومت می شود. در نتیجه، ولتاژ خروجی (روی مقاومت) نزدیک به صفر است. در فرکانس های بالا، راکتانس خازن کم شده و خازن مانند یک اتصال کوتاه عمل می کند. بنابراین سیگنال به راحتی از خازن عبور کرده و روی مقاومت ظاهر می شود. هرچه فرکانس بالاتر رود، راکتانس خازن کمتر و انتقال سیگنال بهتر می شود.
فرکانس قطع (Cutoff Frequency): فرکانس قطع (
\[ f_c \]) نقطه ای است که در آن راکتانس خازن با مقاومت برابر می شود (
\[ X_C = R \]). در این فرکانس، دامنه خروجی به
\[ 1/\sqrt{2} \](حدود ۰.۷۰۷) دامنه ورودی می رسد که معادل کاهش ۳ دسی بل است. رابطه آن به صورت زیر است:
\[ f_c = \frac{1}{2\pi RC} \]جالب توجه است که رابطه فرکانس قطع برای فیلتر بالاگذر CR دقیقا مشابه فیلتر پایین گذر RC است. تفاوت در محل قرارگیری عناصر است که تعیین می کند کدام فرکانس ها عبور می کنند.
شیب پاسخ (Roll-off): فیلتر بالاگذر CR نیز یک فیلتر مرتبه اول است، بنابراین شیب پاسخ آن در پایین تر از فرکانس قطع، ۲۰ دسی بل بر دهه است. یعنی با کاهش فرکانس به اندازه یک دهم، دامنه خروجی ۲۰ دسی بل کاهش می یابد.
کاربردها:
⭐ حذف مؤلفه DC (DC Blocking): رایج ترین کاربرد این فیلتر است. با قرار دادن یک خازن در مسیر سیگنال، ولتاژ DC حذف شده و فقط سیگنال AC عبور می کند. این کار در ورودی تقویت کننده های صوتی برای جلوگیری از عبور ولتاژ DC میکروفون یا منبع صوتی و به هم خوردن بایاس ترانزیستورها بسیار حیاتی است.
⭐ کوپلاژ AC (AC Coupling): برای اتصال دو طبقه تقویت کننده بدون تأثیر بر بایاس DC هر طبقه.
⭐ فیلترهای متقاطع (Crossover) در بلندگوها: برای هدایت فرکانس های بالا به توییتر (Tweeter).
⭐ کاهش نویز فرکانس پایین (مثل نویز ۵۰ هرتز).
