নিম্ন পাস ফিল্টার: 13 তথ্য আপনার জানা উচিত

  • নিম্ন পাস ফিল্টার সংজ্ঞা
  • বর্তনী চিত্র
  • সক্রিয় এবং নিষ্ক্রিয় নিম্ন পাস ছাঁকনি
  • একটি LPF কি করে? এটা কিভাবে কাজ করে?
  • অপারেশন
  • ফ্রিকোয়েন্সি রেসপন্স
  • একটি LPF স্থানান্তর ফাংশন
  • একটি LPF ডিজাইন করা
  • a এর কোণার কম্পাঙ্ক কম পাস ফিল্টার
  • আদর্শ এবং বাস্তব ফিল্টার
  • নিম্ন পাস ফিল্টার বনাম উচ্চ পাস ফিল্টার
  • একটি LPF এর সুবিধা
  • কম পাস ফিল্টার ব্যবহার কি কি
  • বিবরণ

LPF এর সংজ্ঞা:

 "লো পাস ফিল্টার কম প্রতিরোধের সাথে কম ফ্রিকোয়েন্সি সংকেত বহন করে এবং শূন্য থেকে কাট-অফ ফ্রিকোয়েন্সি পর্যন্ত ধ্রুবক আউটপুট লাভ করে।"

সাধারণত, একটি কম পাস ফিল্টার কাট-অফ পয়েন্টের উপরে ফ্রিকোয়েন্সি ক্ষয় করে।

একটি নিম্ন পাস ফিল্টারের সার্কিট চিত্র:

দুই ধরনের সক্রিয় ফিল্টার বিদ্যমান, সেগুলো হল-

অ্যাক্টিভ লো পাস ফিল্টার
চিত্র 1.1 অ্যাক্টিভ লো পাস ফিল্টার
  • প্যাসিভ লো পাস ফিল্টার - বেশিরভাগ প্যাসিভ উপাদান যেমন ক্যাপাসিটর, প্রতিরোধক ইত্যাদি নিয়ে গঠিত।
এলপিএফ প্যাসিভ ডিজি
চিত্র 1.2 প্যাসিভ লো পাস ফিল্টার

একটি নিম্ন পাস ফিল্টার কিভাবে কাজ করে?

কম পাস ফিল্টার কি করে?

চিত্র 1.1-এ, এটি একটি সাধারণভাবে ব্যবহৃত লো-পাস সক্রিয় ফিল্টার।

ফিল্টারিং সাধারণত RC নেটওয়ার্ক দ্বারা করা হয়, এবং অপ-অ্যাম্প একটি ইউনিটি লাভ এমপ্লিফায়ার হিসাবে ব্যবহৃত হয়। প্রতিরোধক আরF(= R) Dc অফসেটের জন্য অন্তর্ভুক্ত।

DC-তে, ক্যাপাসিটিভ বিক্রিয়া অসীম, এবং উভয় টার্মিনালের জন্য মাটিতে dc প্রতিরোধী পথ সমান হওয়া উচিত।

এখানে, সমস্ত ভোল্টেজ Vi, ভিx, ভিy, ভি0 স্থল বিষয়ে পরিমাপ করা হয়।

অপ-অ্যাম্পের ইনপুট প্রতিবন্ধকতা সর্বদা অসীম; ইনপুট টার্মিনালগুলিতে কোন কারেন্ট প্রবাহিত হবে না।

সমীকরণ 1

ভোল্টেজ বিভাজক-নিয়ম অনুযায়ী, ক্যাপাসিটর জুড়ে ভোল্টেজ,

EQ 2 2

যেহেতু অপ-অ্যাম্প লাভ অসীম,

EQ 3 2

কোথায়,

EQ 4 2

= ফিল্টারের পাস-ব্যান্ড লাভ

                 f = ইনপুট সংকেতের ফ্রিকোয়েন্সি

EQ 5 1

= সিগন্যালের কাট-অফ ফ্রিকোয়েন্সি

AcL

 = ফ্রিকোয়েন্সির একটি ফাংশন হিসাবে ফিল্টারের বন্ধ-লুপ লাভ।

লাভের মাত্রা,

EQ 6 1

এবং ফেজ এঙ্গেল (ডিগ্রীতে),

EQ 7 1

একটি নিম্ন পাস ফিল্টার অপারেশন:

নিম্ন-পাস ফিল্টারের ক্রিয়াকলাপ নিম্নরূপ লাভের পরিমান সমীকরণ থেকে যাচাই করা যেতে পারে-

খুব কম ফ্রিকোয়েন্সিতে, অর্থাৎ, f>>fc,

EQ 8 1

f=f এc,

EQ 9 1
চ>চ এc,

              |AcL|<এF

এইভাবে ফিল্টার A এর একটি ধ্রুবক লাভ আছেF 0 Hz থেকে কাট অফ ফ্রিকোয়েন্সি fc. চ এc, বৃদ্ধি 0.707AF, এবং চ পরেc, এটি ফ্রিকোয়েন্সি বৃদ্ধির সাথে একটি স্থির হারে হ্রাস পায়।

এখানে, প্রকৃত প্রতিক্রিয়া 'f' এর আশেপাশে রৈখিক ড্যাশ-লাইন অনুমান থেকে বিচ্যুত হয়c. '

নিম্ন পাস ফিল্টারের ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিক্রিয়া:

LPF CHARAC 1.1
নিম্ন পাস ফিল্টার বৈশিষ্ট্য

কিভাবে একটি নিম্ন পাস ফিল্টার করতে?

নিম্ন পাস ফিল্টার নকশা:

কাট-অফ ফ্রিকোয়েন্সির একটি মান ωc নির্বাচিত.

ক্যাপাসিট্যান্স সি একটি নির্দিষ্ট মান দিয়ে নির্বাচিত হয়; সাধারণত, মান 0.001 এবং 0.1µF এর মধ্যে হয়। মাইলার বা ট্যানটালাম ক্যাপাসিটার ভাল কর্মক্ষমতা জন্য সুপারিশ করা হয়.

R-এর মান সম্পর্ক থেকে গণনা করা হয়,

EQ 10 1

              Fc = হার্টজে কাট-অফ ফ্রিকোয়েন্সি

              Ωc = কাট-অফ ফ্রিকোয়েন্সি রেডিয়ান সেকেন্ডে।

              সি = ফ্যারাডে

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

EQ 11 1

ফ্রিকোয়েন্সি স্কেলিং:- একবার ফিল্টার ডিজাইন করা হলে, এর কাট-অফ ফ্রিকোয়েন্সি পরিবর্তন করার প্রয়োজন হতে পারে। একটি আসল কাট-অফ ফ্রিকোয়েন্সি রূপান্তর করার পদ্ধতি fc একটি নতুন কাট-অফ ফ্রিকোয়েন্সি যাকে 'ফ্রিকোয়েন্সি স্কেলিং' বলা হয়।

একটি কাট-অফ ফ্রিকোয়েন্সি পরিবর্তন করতে, R বা C গুণ করুন, কিন্তু অনুপাত দ্বারা উভয় নয়:-

EQ 12 1

কম পাস ফিল্টারের কর্নার ফ্রিকোয়েন্সি এবং কাট-অফ ফ্রিকোয়েন্সি:

একটি কম পাস ফিল্টার পরিবর্তন সর্বদা থেকে দ্রুত এবং মসৃণ হয় পাস-ব্যান্ড থেকে স্টপব্যান্ড. এছাড়াও, একটি কাট-অফ ফ্রিকোয়েন্সি ফ্রিকোয়েন্সির একটি পরিসরে ভালতা বা খারাপতা পরিমাপ করার জন্য কোনও প্যারামিটার নয়। কাট-অফ ফ্রিকোয়েন্সি আরও সঠিকভাবে -3dB ফ্রিকোয়েন্সি হিসাবে উল্লেখ করা হয়, অর্থাৎ, এটি সেই ফ্রিকোয়েন্সি যেখানে মাত্রার প্রতিক্রিয়া 3 Hz এ মানের থেকে 0dB কম।

পাস-ব্যান্ড কি?

"পাস-ব্যান্ড হল ফ্রিকোয়েন্সির নির্দিষ্ট পরিসর যা একটি ফিল্টার এটির ভেতর দিয়ে যায়।"

কম পাস ফিল্টারগুলির জন্য, পাস-ব্যান্ডের শেষের দিকে অগ্রসর হওয়া ফ্রিকোয়েন্সিগুলির কোনও উল্লেখযোগ্য লাভ বা মনোযোগ থাকতে পারে না।

স্টপব্যান্ড কি?

“একটি ফিল্টার সর্বদা একটি প্রদত্ত ব্যান্ডের মধ্যে ফিল্টার বহন করে এবং প্রদত্ত সীমার নীচে থাকা ফ্রিকোয়েন্সিগুলিকে প্রত্যাখ্যান করে৷ এই নির্দিষ্ট পরিসরটি স্টপব্যান্ড নামে পরিচিত”।

যেহেতু লো পাস ফিল্টারগুলির জন্য সীমাবদ্ধতা রয়েছে, স্টপব্যান্ড একটি নির্দিষ্ট ফ্রিকোয়েন্সিতে হ্রাস পায়, যা কাট-অফ ফ্রিকোয়েন্সির কাছাকাছি 0 Hz এর কাছাকাছি চলে যায়।

একটি নিম্ন পাস ফিল্টারের স্থানান্তর ফাংশন:

একটি স্থানান্তর ফাংশন কি?

"স্থানান্তর ফাংশন হল একটি জটিল সংখ্যা যার মাত্রা এবং পর্যায় উভয়ই রয়েছে। ফিল্টারের ক্ষেত্রে, ট্রান্সফার ফাংশন ইনপুট এবং আউটপুটের মধ্যে একটি ফেজ পার্থক্য প্রবর্তন করতে সাহায্য করে. "

যেহেতু লো পাস ফিল্টার কম-ফ্রিকোয়েন্সি এসি সিগন্যালগুলিকে এটির মধ্য দিয়ে যেতে দেয়, তাই আউটপুটটি হ্রাস পায়। আমরা একটি ফিল্টার তৈরি করতে বিভিন্ন সক্রিয় এবং প্যাসিভ উপাদান ব্যবহার করি, যার শেষ পর্যন্ত অন্যান্য বৈশিষ্ট্য রয়েছে। ট্রান্সফার ফাংশন আমাদের বলে যে কিভাবে একটি ইনপুট একটি আউটপুটের সাথে সম্পর্কিত উপাদানের বৈশিষ্ট্যের উপর নির্ভর করে। বিভিন্ন ফ্রিকোয়েন্সিতে আউটপুট সিগন্যালের একটি গ্রাফ থেকে স্থানান্তর ফাংশন সহজেই নির্ধারণ করা যেতে পারে। আমরা ফিল্টারের ডিফারেনশিয়াল সমীকরণ বের করতে Kirchoff এর আইন ব্যবহার করে স্থানান্তর ফাংশন গণনা করতে পারি।

EQ 13 1

যত বেশি সিগন্যাল এর মধ্য দিয়ে যাবে, ফিল্টারটি ইনপুট সিগন্যালের জন্য আউটপুট সিগন্যালে একটি ফেজ শিফট প্রয়োগ করবে। সুতরাং, একটি ফিল্টারের স্থানান্তর ফাংশন ফ্রিকোয়েন্সি একটি জটিল ফাংশন. আউটপুট সিগন্যাল এবং এর ফেজ এর মাত্রা নির্ধারণের জন্য আমাদের প্রয়োজনীয় সমস্ত গুরুত্বপূর্ণ তথ্যও এতে রয়েছে।

আদর্শ ফিল্টার এবং বাস্তব ফিল্টার:

কখনও কখনও, সরলীকরণের কারণে, আমরা প্রায়শই আনুমানিক উপায়ে সক্রিয় ফিল্টার ব্যবহার করি। আমরা তাদের একটি আদর্শ এবং তাত্ত্বিক মডেলে আপগ্রেড করি, যাকে বলা হয় 'আইডিয়াল ফিল্টার।'

এই মানগুলির ব্যবহার অপর্যাপ্ত, যা ত্রুটির দিকে পরিচালিত করে; তারপরে, ফিল্টারটিকে সঠিক বাস্তব আচরণের উপর ভিত্তি করে বিবেচনা করা উচিত, অর্থাত্ 'রিয়েল ফিল্টার' হিসাবে।

একটি আদর্শ ফিল্টার প্রধান মূল শর্তাবলী হয়

  • একটি লাভ ইউনিট
  • ব্যান্ড জুড়ে ইনপুট সংকেতের সম্পূর্ণ অবক্ষয়।
  • এক অঞ্চল থেকে অন্য অঞ্চলে প্রতিক্রিয়ার রূপান্তরটি বেশ আকস্মিক।
  • সংকেত যখন ট্রানজিট জোনের মধ্য দিয়ে যায় তখন এটি কোনো বিকৃতি তৈরি করে না।

নিম্ন পাস ফিল্টার এবং উচ্চ পাস ফিল্টার মধ্যে পার্থক্য কি?

এলপিএফ বনাম এইচপিএফ

একটি নিম্ন পাস ফিল্টার সুবিধা কি কি?

  • লো-পাস ফিল্টারগুলি সহজেই একটি সার্কিট থেকে অ্যালিয়াসিং প্রভাবগুলি সরাতে পারে, যা সার্কিটটিকে মসৃণভাবে কাজ করে।
  • লো-পাস ফিল্টারগুলি খরচ-কার্যকর যাতে এটি সহজেই ব্যবহার করা যায়।
  • লো-পাস ফিল্টার কম আউটপুট প্রতিবন্ধকতা আছে; এইভাবে, এটি লোডের কারণে ফিল্টার কাট-অফ ফ্রিকোয়েন্সি প্রভাবিত হতে বাধা দেয়।

একটি নিম্ন পাস ফিল্টারের অ্যাপ্লিকেশন:

  • 'হিস' ফিল্টারে একটি লো-পাস ফিল্টার ব্যবহার করা হয়।
  • উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি কমাতে অডিও স্পীকারে LPF ব্যবহার করা হয়।
  • LPF একটি অডিও পরিবর্ধক এবং একটি ইকুয়ালাইজার হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে।
  • In এনালগ থেকে ডিজিটাল কনভার্টার, LPF সংকেত নিয়ন্ত্রণ করার জন্য অ্যান্টি-আলিয়াসিং ফিল্টার হিসাবে ব্যবহৃত হয়।
  • LPF ইমেজ স্মুথেনিং, ইমেজ ব্লারিং এ ব্যবহার করা হয়।
  • সুরেলা নির্গমন ব্লক করতে রেডিও ট্রান্সমিটারেও এলপিএফ ব্যবহার করা হয়।
  • এই ফিল্টারগুলি উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি শব্দগুলিকে ফিল্টার করতে মিউজিক সিস্টেমে ব্যবহৃত হয়, যার ফলে উচ্চ শব্দে প্রতিধ্বনি হয়।

একটি প্যাসিভ লো পাস ফিল্টার কি?

একটি প্যাসিভ লো পাস ফিল্টার হল একটি ফিল্টার যা সমস্ত প্যাসিভ উপাদান যেমন ক্যাপাসিটর, প্রতিরোধক ইত্যাদি দিয়ে তৈরি। এটি ইনপুট স্তরের তুলনায় কম আউটপুট স্তর সৃষ্টি করে।

একটি RC কম পাস সার্কিট কি?

একটি RC লো পাস সার্কিট শুধুমাত্র রেসিস্টর এবং ক্যাপাসিটর দিয়ে তৈরি, যেমন নামটি বোঝায়। এটি একটি অপরিহার্য প্যাসিভ ফিল্টার, পাশাপাশি। এই ফিল্টারে, ক্যাপাসিটরের বিক্রিয়া কম্পাঙ্কের সাথে বিপরীতভাবে পরিবর্তিত হয় এবং কম্পাঙ্কের পরিবর্তনের সাথে সাথে প্রতিরোধকের মান স্থির থাকে।

বাটারওয়ার্থ লো পাস ফিল্টার কি?

A বাটারওয়ার্থ ফিল্টার হল সেই ধরনের ফিল্টার যেখানে ফ্রিকোয়েন্সি রেসপন্স পাস-ব্যান্ড অঞ্চলের উপর সমতল। একটি লো-পাস বাটারওয়ার্থ ফিল্টার ডিসি উত্স থেকে একটি নির্দিষ্ট কাট-অফ ফ্রিকোয়েন্সিতে একটি ধ্রুবক আউটপুট সরবরাহ করে এবং উচ্চ স্তরের ফ্রিকোয়েন্সিগুলি প্রত্যাখ্যান করে।

কিভাবে একটি দ্বিতীয় অর্ডার কম পাস ফিল্টার নির্মাণ করা যেতে পারে?

আমরা জানি যে একটি প্রথম-ক্রম লো-পাস ফিল্টার একটি একক প্রতিরোধক এবং ক্যাপাসিটর সংযোগ করে তৈরি করা যেতে পারে যার একক মেরু আমাদের একটি রোল-অফ ঢাল -20dB/দশক দিতে পারে। একটি দ্বিতীয়-ক্রম প্যাসিভ লো পাস ফিল্টার তৈরি করতে, আমরা দুটি প্যাসিভ ফিল্টার (প্রথম-ক্রম) সংযুক্ত বা ক্যাসকেড করি। এটি একটি দ্বি-মেরু নেটওয়ার্কও।

দ্বিতীয়-ক্রম ফিল্টারের কোণার ফ্রিকোয়েন্সি লিখুন।

একটি দ্বিতীয়-ক্রম লো পাস ফিল্টারে, আমরা একটি -3dB কোণার ফ্রিকোয়েন্সি পয়েন্ট পর্যবেক্ষণ করি এবং সেইজন্য, সমীকরণে গণনা করা পাস-ব্যান্ড ফ্রিকোয়েন্সি তার আসল মান থেকে পরিবর্তিত হয়:

শেষ সমীকরণ 1

ইলেকট্রনিক্স সম্পর্কে আরো পড়তে এখানে ক্লিক করুন