সক্রিয় উচ্চ পাস ফিল্টার: 11 তথ্য আপনার জানা উচিত!

এই নিবন্ধে, আমরা সম্পর্কিত কয়েকটি মৌলিক ধারণা সম্পর্কে আলোচনা করব সক্রিয় উচ্চ পাস ফিল্টার এবং নিম্নলিখিত বিভাগে কয়েকটি প্রশ্নের উত্তর দেওয়ার চেষ্টা করুন এবং আমরা সুবিধা সহ সক্রিয় উচ্চ পাস ফিল্টারগুলির কিছু গুরুত্বপূর্ণ প্রয়োগ সম্পর্কে জানার চেষ্টা করব।

  • একটি সক্রিয় উচ্চ পাস ফিল্টার কি?
  • একটি সক্রিয় HPF এর কার্য নীতি
  • সময় প্রতিক্রিয়া এবং ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিক্রিয়া
  • একটি সক্রিয় HPF এর কাট-অফ ফ্রিকোয়েন্সি
  • একটি সক্রিয় HPF জন্য একটি স্থানান্তর ফাংশন কি?
  • একটি প্রথম অর্ডার সক্রিয় অর্ডার HPF ডিজাইন
  • দ্বিতীয় অর্ডার সক্রিয় HPF
  • দ্বিতীয় অর্ডার HPF জন্য স্থানান্তর ফাংশন
  • সক্রিয় হাই পাস ফিল্টারের সুবিধা
  • একটি HPF এর আবেদন
  • প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী

সক্রিয় উচ্চ পাস ফিল্টার সংজ্ঞা:

একটি সক্রিয় উচ্চ পাস ফিল্টার কিছুই নয় কিন্তু একটি সার্কিটে একটি সক্রিয় উপাদান রয়েছে যেমন a ট্র্যান্সিস্টর, একটি কর্মক্ষম পরিবর্ধক (অপ-এম্প), ইত্যাদি। এই উপাদানগুলি প্রধানত ভাল কর্মক্ষমতা বা ভাল পরিবর্ধনের জন্য ব্যবহৃত হয়।

একটি সক্রিয় উচ্চ পাস ফিল্টার উপাদান কি কি?

আমরা একটি জুড়ে একটি op-amp যোগ করে একটি সক্রিয় উচ্চ পাস ফিল্টার করতে পারি প্যাসিভ উচ্চ পাস ফিল্টার।

সরলতা বোঝাতে, সময়ের কার্যকারিতা এবং ক্রমবর্ধমান প্রযুক্তির কারণে একটি অপ-অ্যাম্প ডিজাইনিং, সাধারণত, একটি অপ-অ্যাম্প একটি সক্রিয় উচ্চ পাস ফিল্টার নকশা জন্য ব্যবহৃত হয়.

একটি সক্রিয় উচ্চ পাস ফিল্টারে, আমাদের সীমাবদ্ধতা হল op-amp ব্যান্ডউইথ। এর অর্থ হল অপ-অ্যাম্প তার লাভ এবং অপ-অ্যাম্পের ওপেন-লুপ বৈশিষ্ট্য অনুযায়ী ফ্রিকোয়েন্সি পাস করবে।

সক্রিয় উচ্চ পাস ফিল্টারের সার্কিট ডায়াগ্রাম:

অ্যাক্টিভ হাই পাস ফিল্টার
Active High Pass Filter

উপরের চিত্রে, CR নেটওয়ার্ক ফিল্টারিং করে, এবং অপ-অ্যাম্প একটি ঐক্য-লাভ অনুগামী হিসাবে সংযুক্ত। প্রতিক্রিয়া প্রতিরোধক, Rf, ডিসি অফ-সেট কমানোর জন্য অন্তর্ভুক্ত করা হয়েছে।

এখানে,

EQ 1 1

সার্জারির প্রতিরোধক জুড়ে ভোল্টেজ R,

EQ 2 1

যেহেতু অপ-অ্যাম্প লাভ অসীম, তাই আমরা আহরণ করতে পারি।

EQ 3 1

কোথায়

EQ 4 1

= উচ্চ পাস ফিল্টারের পাসব্যান্ড লাভ,

f = ইনপুট সিগন্যালের ফ্রিকোয়েন্সি (Hz),

EQ5

= উচ্চ পাস ফিল্টারের কাট-অফ ফ্রিকোয়েন্সি (Hz)

    লাভের মাত্রা,

EQ6

এবং ফেজ কোণ (ডিগ্রীতে),

EQ7

একটি সক্রিয় উচ্চ পাস ফিল্টারের কাজের নীতি:

ফার্স্ট-অর্ডার ফিল্টার হল যেকোন ফিল্টারের সহজতম ফর্ম যাতে শুধুমাত্র একটি প্রতিক্রিয়াশীল উপাদান থাকে, যেমন ক্যাপাসিটর, কারণ এটি প্যাসিভ ফিল্টারেও ব্যবহৃত হয়। এটিকে একটি সক্রিয় ফিল্টারে রূপান্তর করতে, একটি অপ-অ্যাম্প একটি প্যাসিভ ফিল্টারের আউটপুটে ব্যবহৃত হয়।

এখন, op-amp বিভিন্ন কনফিগারেশনের জন্য ব্যবহৃত হয়। প্রতিটি কনফিগারেশনের ফিল্টারের কার্যকারিতার জন্য অতিরিক্ত বৈশিষ্ট্য রয়েছে।

মনে রাখা প্রধান জিনিস একটি প্রথম অর্ডার ফিল্টার এর রোল-অফ হার. রোল-অফ রেট হল তার পছন্দসই স্টপব্যান্ডে একটি ফিল্টার লাভের পরিবর্তনের হার। এটি আমাদের বক্ররেখায় খাড়াতা দেখায় এবং ফ্রিকোয়েন্সির সাথে বৃদ্ধি কত দ্রুত বাড়তে থাকে।

প্রথম-ক্রমের ফিল্টারগুলির একটি রোল-অফ রেট আছে 20dB/দশক or 6dB/অক্টেভ।

        রোল অফ রেট = -20n dB/দশক = -6n dB/অক্টেভ

একটি সক্রিয় HPF এর সময় প্রতিক্রিয়া এবং ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিক্রিয়া

এইচপিএফ চারাক কার্ভ 2

একটি উচ্চ পাস ফিল্টার পরিচালনা করতে, যাচাইকরণটি লাভ-ম্যাগনিটিউড সমীকরণ থেকে নিম্নরূপ করা যেতে পারে:

খুব কম ফ্রিকোয়েন্সিতে, যেমন., f<fc,

EQ8

At f=fc,

EQ9

At f>>চc,

EQ10
ফেজ শিফট ডিজি

সক্রিয় উচ্চ পাস ফিল্টারের ব্যান্ডউইথ ফ্রিকোয়েন্সির মান দেখায় যেখান থেকে সংকেতগুলি পাস করার অনুমতি দেওয়া হয়। উদাহরণ হিসেবে যদি সেই উচ্চ পাস ফিল্টারের ব্যান্ডউইথ হিসেবে দেওয়া হয় 50 ২ kHz, এর মানে হল 50 kHz থেকে অসীম পর্যন্ত শুধুমাত্র ফ্রিকোয়েন্সিগুলিকে ব্যান্ডউইথের পরিসীমা অতিক্রম করার অনুমতি দেওয়া হয়৷

আউটপুট সিগন্যালের ফেজ কোণ হল কাট অফ এ +450 ফ্রিকোয়েন্সি একটি সক্রিয় উচ্চ পাস ফিল্টারের ফেজ শিফট গণনা করার সূত্র হল

                     Ø= আর্কটান (1/2πfRC)

সক্রিয় উচ্চ পাস ফিল্টার স্থানান্তর ফাংশন

ক্যাপাসিটরের প্রতিবন্ধকতা ঘন ঘন পরিবর্তন হতে থাকে, তাই ইলেকট্রনিক ফিল্টারগুলির একটি ফ্রিকোয়েন্সি-নির্ভর প্রতিক্রিয়া থাকে।

একটি ক্যাপাসিটরের জটিল প্রতিবন্ধকতা দেওয়া হয় এভাবে,

EQ11

যেখানে, s= σ +jω, ω হয় কৌণিক কম্পাংক রেডিয়ানে প্রতি সেকেন্ডে।

একটি স্থানান্তর ফাংশন সার্কিট স্ট্যান্ডার্ড সার্কিট বিশ্লেষণ ব্যবহার করে পাওয়া যাবে যেমন কৌশল ওহমের আইন, কির্চফের আইন, সুপারপজিশন থিওরেমইত্যাদি

একটি TF ফর্ম থেকে উদ্ভূত হয় আউটপুট ভোল্টেজ থেকে ইনপুট ভোল্টেজের অনুপাত

EQ12

ট্রান্সফার ফাংশনের স্ট্যান্ডার্ড ফর্ম হল:

EQ13

কোথায়,

a1 = সংকেতের প্রশস্ততা

ω0 = কৌণিক কাট-অফ ফ্রিকোয়েন্সি

কাট-অফ ফ্রিকোয়েন্সি:

কাট-অফ ফ্রিকোয়েন্সি বলতে আমরা কী বুঝি?

কাট-অফ ফ্রিকোয়েন্সি দ্বারা, আমরা একটি বর্ণালীর দরকারী বা অপরিহার্য অংশ সংজ্ঞায়িত করি। এটি কেবলমাত্র একটি যন্ত্রের উপরে বা নীচে একটি ফ্রিকোয়েন্সি স্তর বা ফিল্টার প্রতিক্রিয়া জানাতে পারে না বা সঠিকভাবে চালিত হতে পারে।

একটি সক্রিয় উচ্চ পাস ফিল্টারের কাট-অফ ফ্রিকোয়েন্সি হল নির্দিষ্ট ফ্রিকোয়েন্সি যেখানে লোড(আউটপুট) ভোল্টেজ 70.7% এর সমান উৎসের (ইনপুট) ভোল্টেজ। উৎপত্তি বা আউটপুট ভোল্টেজ ইনপুট বা লোড ভোল্টেজের 70.7% এবং তদ্বিপরীত বেশি তাৎপর্যপূর্ণ।

কাট-অফ ফ্রিকোয়েন্সি সেই ফ্রিকোয়েন্সিগুলিকেও নির্দেশ করে যেখানে আউটপুট পথের শক্তি তার সর্বোচ্চ মানের অর্ধেকে পড়ে। এই অর্ধ-পাওয়ার পয়েন্ট লাভের পতনের সাথে মিলে যায় 3dB(0.7071) সর্বাধিক dB মানের সাথে সম্পর্কিত।

অ্যাক্টিভ হাই পাস ফিল্টারের ফিল্টার ডিজাইনিং:

একটি সক্রিয় উচ্চ পাস ফিল্টার তৈরি করতে, আমাদের নিম্নলিখিত পদক্ষেপগুলি বাস্তবায়ন করতে হবে-

কাট-অফ ফ্রিকোয়েন্সির একটি মান,

EQ14

নির্বাচিত.

ক্যাপাসিট্যান্স C এর একটি মান, সাধারণত 0.001 এবং 0.1µF এর মধ্যে, নির্বাচন করা হয়।

রেজিস্ট্যান্স R এর মান রিলেশন ব্যবহার করে গণনা করা হয়,

EQ15

এখন, R এর মান1 এবং আরf সম্পর্ক ব্যবহার করে পছন্দসই পাস-ব্যান্ড লাভের উপর নির্ভর করে নির্বাচন করা হয়,

EQ16

দ্বিতীয় ক্রম সক্রিয় উচ্চ পাস ফিল্টার:

একটি দ্বিতীয় অর্ডার ফিল্টার কি?

প্রতিটি আউটপুট নমুনা তৈরিতে ব্যবহৃত প্রতিটি নমুনায় সর্বাধিক বিলম্বকে বলা হয় ক্রম যে বিশেষ ফিল্টার।

দ্বিতীয় ক্রম ফিল্টার বেশিরভাগই দুটি নিয়ে গঠিত আরসি ফিল্টার, যা একটি প্রদান করতে একসাথে সংযুক্ত করা হয় -40dB/দশক রোল-অফ রেট।

সেকেন্ড অর্ডার এইচপিএফ ডায়াগ্রাম
দ্বিতীয় ক্রম সক্রিয় উচ্চ পাস ফিল্টার

যেখানে এমপ্লিফায়ারের ডিসি লাভ =

EQ17

একটি দ্বিতীয় অর্ডার সক্রিয় উচ্চ পাস ফিল্টার স্থানান্তর ফাংশন রূপান্তর দ্বারা নিম্ন পাস ফিল্টার স্থানান্তর ফাংশন থেকে প্রাপ্ত করা যেতে পারে,

EQ 18 1
  • s=jω প্রতিস্থাপন, স্থানান্তর ফাংশন হল,
EQ19

উপরের সমীকরণে, যখন ωà0, |H(jω)|=0. এইভাবে ফিল্টারের কম-ফ্রিকোয়েন্সি লাভ শূন্য।

আমরা এটিকে বাটারওয়ার্থ ফিল্টার ট্রান্সফার ফাংশনের সাথে তুলনা করলে, আমরা পাই

EQ20
শেষ চিত্র
একটি দ্বিতীয় অর্ডার HPF এর বৈশিষ্ট্যগত বক্ররেখা

একটি দ্বিতীয়-ক্রম সক্রিয় উচ্চ পাস ফিল্টারের ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিক্রিয়া উপরের চিত্রে দেখানো হয়েছে। এটি উল্লেখ্য যে ফিল্টারটির একটি খুব তীক্ষ্ণ রোল-অফ প্রতিক্রিয়া রয়েছে।

উচ্চ পাসের জন্য নকশা পদ্ধতি নিম্ন পাসের মতোই হবে।

ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিক্রিয়া হবে সর্বাধিক সমতল, অর্থাৎ, খুব তীক্ষ্ণ রোল-অফ প্রতিক্রিয়া।

অ্যাক্টিভ হাই পাস ফিল্টার ব্যবহারের সুবিধা:

একটি অনেক গুরুত্বপূর্ণ সুবিধা আছে সক্রিয় উচ্চ পাস ফিল্টার, তাদের মধ্যে কিছু হল:

  • যখনই একটি ছোট সংকেত উপস্থিত থাকে, একটি সক্রিয় উচ্চ পাস ফিল্টার পরিবর্ধন ফ্যাক্টর বাড়ানোর জন্য ব্যবহার করা হয়, যা সেই ছোট সংকেতগুলির প্রশস্ততা বৃদ্ধি করে।
  • অত্যন্ত উচ্চ ইনপুট প্রতিবন্ধকতার কারণে, সক্রিয় উচ্চ পাস ফিল্টারগুলি পূর্ববর্তী সার্কিটে কোনো ক্ষতি ছাড়াই দক্ষ সংকেত স্থানান্তর করতে পারে।
  • সক্রিয় ফিল্টারগুলিতে সাধারণত খুব কম আউটপুট প্রতিবন্ধকতা থাকে, যা পরবর্তী পর্যায়ে দক্ষ সংকেত স্থানান্তর করার জন্য উপযুক্ত, বেশিরভাগ ক্ষেত্রে যখন সেগুলি বিভিন্ন মাল্টিস্টেজ ফিল্টারে ব্যবহার করা হয়।
  • এই ধরনের ফিল্টার আমাদের মসৃণ ফ্রিকোয়েন্সি দেয়।
  • তারা একটি ধারালো রোল-অফ প্রতিক্রিয়া আছে.
  • পছন্দসই চ্যানেল ফ্রিকোয়েন্সি নির্বাচন করতে রিসিভারদের শক্তিশালী সম্প্রচার ক্ষমতা।
  • যেকোনো বৈদ্যুতিক বা ইলেকট্রনিক ডিভাইসে অডিও প্রক্রিয়াকরণের জন্য সেরা।
  • সক্রিয় এইচপিএফ ডিসি ইত্যাদি থেকে পরিবর্ধন প্রতিরোধ করে।

সক্রিয় উচ্চ পাস ফিল্টার প্রয়োগ:

  • ভিডিও সম্পর্কিত ফিল্টারের ক্ষেত্রে উচ্চতর ফ্রিকোয়েন্সি প্রেরণ করতে।
  • আমরা এইচপিএফকে ট্রেবল ইকুয়ালাইজার হিসেবে ব্যবহার করি।
  • আমরা প্রায়শই HPF কে ট্রেবল বুস্ট ফিল্টার হিসাবে ব্যবহার করি।
  • আমরা বিভিন্ন তরঙ্গরূপের উপর নির্ভর করে ফ্রিকোয়েন্সি পরিবর্তন করছি।
  • অ্যাক্টিভ হাই পাস ফিল্টারগুলি অসিলোস্কোপেও ব্যবহৃত হয়।
  • জেনারেটরে, এই ফিল্টারগুলি ব্যবহার করা হয়।

 

সচরাচর জিজ্ঞাস্য

উচ্চ পাস ফিল্টার কোথায় ব্যবহার করা হয়?

      উচ্চ পাস ফিল্টারগুলি গুরুত্বপূর্ণ ফ্রিকোয়েন্সির নীচে লুকিয়ে থাকা অবাঞ্ছিত শব্দ অপসারণ করতে সমস্ত অডিও উত্সগুলিতে ব্যবহৃত হয়।

অনেক অবাঞ্ছিত শব্দ একটি উচ্চ পিচ সংকেতের কিছু জোরে কোর দ্বারা লুকানো যেতে পারে এবং উপেক্ষা করা যেতে পারে। শ্রবণের সীমাবদ্ধতার কারণে আমরা গর্জন শুনতে পাই না কারণ বর্ণালীর সর্বনিম্ন অংশগুলি প্রায় 20-40 Hz হয়। উচ্চ পাস ফিল্টারগুলি সেই শব্দগুলিকে দূর করে বা এটিকে হ্রাস করে যা তাদের প্রায় নীরব করে তোলে।

আমি কি পাওয়ার উত্স হিসাবে একটি উচ্চ পাস ফিল্টারের আউটপুট পেতে পারি?

একটি উচ্চ পাস ফিল্টার হল একটি ইলেকট্রনিক ফিল্টার যা উচ্চতর ফ্রিকোয়েন্সি সহ সংকেত পাস করে যা কাট-অফ ফ্রিকোয়েন্সি রেঞ্জের উপরে থাকে এবং কাট-অফ রেঞ্জের নীচে থাকা ফ্রিকোয়েন্সিগুলিকেও কমিয়ে দেয়।

এখন, নির্দিষ্ট উচ্চ পাস ফিল্টারের আউটপুটে কোনও DC(0Hz) ভোল্টেজ নেই কারণ এর নির্দিষ্ট কাট-অফ ফ্রিকোয়েন্সি (f)c) একটি সক্রিয় উচ্চ পাস ফিল্টারের নিম্ন কাট-অফ ফ্রিকোয়েন্সি হল 70.7% বা -3dB(dB= -20log Vবাইরে/Vin) ভোল্টেজ লাভ যা এটি পাস করতে দেয় তা পাওয়ার সাপ্লাই হিসাবেও ব্যবহার করা যেতে পারে।

উচ্চ পাস ফিল্টারের ক্ষেত্রে কর্নার ফ্রিকোয়েন্সি বলতে কী বোঝায়?

কর্নার ফ্রিকোয়েন্সি, যাকে কাট-অফ ফ্রিকোয়েন্সিও বলা হয়, একটি নির্দিষ্ট ফ্রিকোয়েন্সি সংজ্ঞায়িত করে যেখানে ট্রান্সফার অ্যাটেন্যুয়েশন 3dB বা পাস-ব্যান্ড স্তর থেকে -50dB-এর নিচে (0%) মাত্রায় পৌঁছায়।

ইলেকট্রনিক্স সম্পর্কে আরো পড়তে এখানে ক্লিক করুন