ایک فلٹر کی وضاحت کی جاسکتی ہے کیونکہ یہ ایک قسم کا سرکٹ ہے جس کو دوبارہ شکل دینے ، تبدیل کرنے ، اور بصورت دیگر سگنل کی تمام ناپسندیدہ تعدد کو مسترد کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔ ایک مثالی آر سی فلٹر فریکوئینسی کے لحاظ سے تقسیم اور ان پٹ سگنلز (سینوسائڈئل) کو منتقل کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ عام طور پر ، کم تعدد میں (<100 kHz) applications, passive فلٹرز ریزٹر اور کیپسیٹر اجزاء کا استعمال کرتے ہوئے تعمیر کیا گیا ہے۔ تو یہ ایک کے طور پر جانا جاتا ہے غیر فعال آر سی فلٹر . اسی طرح ، اعلی تعدد (> 100 کلو ہرٹز) سگنلز کے لئے غیر فعال فلٹرز کو ریزٹر انڈکٹر-کپیسیٹر اجزاء کے ساتھ ڈیزائن کیا جاسکتا ہے۔ لہذا ان سرکٹس کو غیر فعال کا نام دیا گیا ہے آر ایل سی سرکٹس . یہ فلٹرز سگنل کی فریکوئنسی کی حدود کی بنیاد پر اتنے نامزد کیے جاتے ہیں جس کی وجہ سے وہ انہیں گزرنے دیتے ہیں۔ عام طور پر تین فلٹر ڈیزائن استعمال کیے جاتے ہیں جیسے کم پاس فلٹر ، اعلی پاس فلٹر ، اور بینڈ پاس فلٹر . اس مضمون میں کم پاس فلٹر کے جائزہ کے بارے میں تبادلہ خیال کیا گیا ہے۔
لو پاس فلٹر کیا ہے؟
کم پاس فلٹر کی تعریف یا ایل پی ایف ایک قسم کا فلٹر ہے جس کو کم تعدد والے سگنلز کو منتقل کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے اور ساتھ ہی ترجیحی کٹ آف تعدد سے کہیں زیادہ تعدد کے ساتھ اس کو کم کرنا ہوتا ہے۔ کم پاس فلٹر تعدد جواب بنیادی طور پر پر انحصار کرتا ہے کم پاس فلٹر ڈیزائن . یہ فلٹرز کئی شکلوں میں موجود ہیں اور ہموار قسم کا اشارہ دیتے ہیں۔ ڈیزائنرز بار بار ان فلٹر کو پروٹوٹائپ فلٹر کی طرح استعمال کرتے ہیں جس میں نفاست کے ساتھ ساتھ اتحاد بینڈوتھ بھی شامل ہے۔
ترجیحی فلٹر کو نمونہ سے ترجیحی مواخذہ ، اور بینڈوتھ میں متوازن بنا کر ، اور ترجیحی بینڈ کی قسم میں تبدیل کرکے حاصل کیا جاتا ہے کم پاس (ایل پی ایف) ، اعلی پاس (HPF) ، بینڈ پاس (BPSF) یا بینڈ اسٹاپ (BSF)۔
پہلا آرڈر لو پاس فلٹر
اعداد و شمار میں پہلا آرڈر ایل پی ایف دکھایا گیا ہے۔ یہ سرکٹ کیا ہے؟ ایک سادہ انٹیگریٹر۔ نوٹ کریں کہ ایل پی ایف کے لئے انٹیگریٹر بنیادی عمارت کا بلاک ہے۔
پہلا آرڈر لو پاس فلٹر
فرض کریں زیڈ 1 = 1 / 𝑗⍵𝐶1
V1 = vi * 𝑍1 / 𝑅1 + 𝑍1 = وائی (1 / 𝑗⍵𝐶1) / 𝑅1 + (1 / 𝑗⍵𝐶1)
= vi 1 / 𝑗𝜔𝐶1𝑅1 + 1
= vi 1 / 𝑠𝐶1𝑅1 + 1
یہاں s = j⍵
کم پاس فلٹر کی منتقلی کی تقریب ہے
𝑉1 / 𝑉𝑖 = 1 / 𝑠𝐶1𝑅1 + 1
آؤٹ پٹ تعدد کی طرح الٹا گھٹا دیتا ہے۔ اگر فریکوئینسی ڈبلز آؤٹ پٹ نصف ہوتی ہے (تو ہر تعدد کے دوگنا کرنے کے ل--6 dB ورنہ - فی آکٹیو میں 6 dB) یہ پہلے آرڈر کا ایل پی ایف ہے اور رول آف آف آکٹویج -6 ڈی بی پر ہے۔
دوسرا آرڈر لو پاس فلٹر
دوسرا آرڈر کم پاس فلٹر اعداد و شمار میں دکھایا گیا ہے.
دوسرا آرڈر لو پاس فلٹر
فرض کریں زیڈ 1 = 1 / 𝑗⍵𝐶1
V1 = vi 𝑍1 / 𝑅1 + 𝑍1
وی * (1 / 𝑗⍵𝐶1) / 𝑅1 + (1 / 𝑗⍵𝐶1)
vi 1 / 𝑗𝜔𝐶1𝑅1 + 1
= vi 1 / 𝑠𝐶1𝑅1 + 1
یہاں s = j⍵
کم پاس فلٹر کی منتقلی کا کام
𝑉1 / 𝑉𝑖 = 1 / 𝑠𝐶1𝑅1 + 1
فرض کریں زیڈ 2 = 1 / 𝑗⍵𝐶1
V1 = vi 𝑍2 / 𝑅2 + 𝑍2
vi * (1 / 𝑗⍵𝐶2) / 𝑅2 + (1 / 𝑗⍵𝐶2)
vi 1 / 𝑗𝜔𝐶2𝑅2 + 1
= vi 1 / 𝑠𝐶2𝑅2 + 1
وی (1 / 𝑠𝐶1𝑅1 + 1) * (1 / 𝑠𝐶2𝑅2 + 1)
= 1 / (𝑠2𝑅1𝑅2𝐶1𝐶2 + 𝑠 (𝑅1𝐶1 + 𝑅2𝐶2) +1)
لہذا منتقلی کی تقریب ایک دوسری آرڈر مساوات ہے.
𝑉𝑜 / 𝑉𝑖 = 1 / (𝑠2𝑅1𝑅2𝐶1𝐶2 + 𝑠 (𝐶1𝐶1 + 𝑅2𝐶2) +1)
آؤٹ پٹ تعدد کے مربع کی طرح الٹا گھٹا دیتا ہے (attenuates)۔ اگر تعدد دوگنی آؤٹ پٹ آئس 1/4 واں ہے۔ (- تعدد میں ہر دوگنا ہونے کے ل d 12 ڈی بی یا - فی آکٹیو میں 12 ڈی بی)۔ یہ دوسرے آرڈر کا کم پاس فلٹر ہے اور اس کا رول -12 dB فی ہفتہ ہے۔
کم پاس فلٹر بوڈ پلاٹ نیچے دکھایا گیا ہے عام طور پر ، بوڈ پلاٹ کی مدد سے کم پاس فلٹر کے تعدد ردعمل کی نشاندہی ہوتی ہے ، اور اس فلٹر کو اپنی کٹ آف تعدد کے ساتھ ساتھ فریکوئنسی رول آف کی شرح سے بھی ممتاز کیا جاتا ہے
اوپی امپ کا استعمال کرتے ہوئے کم پاس فلٹر
اوپ ایمپس یا آپریشنل امپلیفائر انڈکٹیکٹر استعمال کیے بغیر بہت موثر کم پاس فلٹرز کی فراہمی۔ کسی آپٹ امپ کی رائے لوپ کو فلٹر کے بنیادی عناصر کے ساتھ شامل کیا جاسکتا ہے ، لہذا اعلی کارکردگی والے ایل پی ایف آسانی سے مطلوبہ اجزاء استعمال کرکے انڈکٹیکٹرز کے علاوہ تشکیل پاتے ہیں۔ آپٹ امپ کی درخواستیں ایل پی ایف کے مختلف علاقوں میں استعمال کیا جاتا ہے بجلی کی فراہمی کے نتائج کو ڈی اے سی (ڈیجیٹل ٹو ینالاگ کنورٹرز) عرف سگنلز کو ختم کرنے کے ساتھ ساتھ دیگر ایپلی کیشنز کے لئے۔
اوپ امپ کا استعمال کرتے ہوئے پہلے آرڈر ایکٹو ایل پی ایف سرکٹ
سرکٹ ڈایاگرام واحد قطب یا پہلے آرڈر کا فعال کم پاس فلٹر نیچے دکھایا گیا ہے کے سرکٹ آپٹ امپ کا استعمال کرتے ہوئے کم پاس فلٹر استعمال کرتا ہے ایک سندارتر تاثرات کے خلاف مزاحم اس سرکٹ کا اثر پڑتا ہے جب آراء کی سطح کو بڑھانے کے لئے تعدد بڑھتا ہے تو پھر سندارت کنندہ کی رد عمل کا شکار ہوجاتا ہے۔
اوپ امپ کا استعمال کرتے ہوئے پہلا آرڈر لو پاس فلٹر
اس فلٹر کا حساب کتاب فریکوئنسی پر کام کرکے کیا جاسکتا ہے جس پر سندارتر ری ایکٹن مزاحم کی مزاحمت کے برابر ہوسکتا ہے۔ یہ درج ذیل فارمولے کا استعمال کرکے حاصل کیا جاسکتا ہے۔
Xc = 1 / π f C
جہاں ‘ایکس سی‘ اوہم میں اہلیت کا اظہار ہے
‘π’ ایک معیاری حرف ہے اور اس کی قیمت 3.412 ہے
‘f’ تعدد ہے (یونٹس-ہرٹز)
‘سی’ کا اہلیت ہے (یونٹس-فراد)
ان سرکٹس کے ان بینڈ حاصل کا حساب لگانے والے کا اثر ختم کرکے ایک آسان طریقہ سے لگایا جاسکتا ہے۔
چونکہ اس قسم کے سرکٹس اعلی تعدد پر حاصل ہونے والے نقصان کو کم کرنے میں معاون ہیں ، نیز ہر آکٹیو کے لئے 6 ڈی بی کے رول آف کے لئے ایک حتمی رفتار پیش کرتے ہیں ، جس کا مطلب ہے کہ او / پی وولٹیج تعدد میں ہر تکرار کے لئے تقسیم ہوتا ہے۔ لہذا ، اس طرح کے فلٹر کا نام پہلے آرڈر یا سنگل پول لو پاس فلٹر کے نام پر رکھا گیا ہے۔
آپٹ امپ کا استعمال کرتے ہوئے دوسرا آرڈر ایکٹو ایل پی ایف سرکٹ
استعمال کرکے آپریشنل یمپلیفائر ، فوٹ رینج میں جداگانہ سطح کی سطح کے ساتھ ساتھ رول آف ماڈل کے ساتھ ڈیزائن کرنے کے لئے یہ ممکن ہے۔ یہ فلٹر اتحاد حاصل کرنے کے ساتھ ساتھ بینڈوتھ کا جواب بھی پیش کرتا ہے۔
آپٹ امپ کا استعمال کرتے ہوئے دوسرا آرڈر ایکٹو ایل پی ایف سرکٹ
کے جواب کے لئے سرکٹ اقدار کا حساب کتاب پیچیدہ نہیں ہے بٹر ورتھ لو پاس فلٹر اور اتحاد کا حصول۔ ان سرکٹس اور کپیسیٹر اور ریزسٹر کے تناسب کی قیمتوں کے ل Sign اہم گیلا پن ضروری ہے۔
آر 1 = آر 2
سی 1 = سی 2
f = 1 - √4 π R C2
اقدار کے انتخاب کے دوران ، یقینی بنائیں کہ مزاحم کار کی قیمتیں خطے میں 10 کلو اوم کے درمیان سے 100 کلو اوہوم تک گر جائیں گی۔ یہ معنی خیز ہے کیونکہ اس حصے کی تعدد اور بیرونی اقدار کے ذریعہ سرکٹ کے o / p مائبادا میں اضافہ ایکٹ کو تبدیل کرسکتا ہے۔
کم پاس فلٹر کیلکولیٹر
ایک آر سی کے لئے کم پاس فلٹر سرکٹ ، کم پاس فلٹر کیلکولیٹر کراس اوور فریکوینسی کا حساب لگاتا ہے اور پلاٹوں کو پلاٹ کرتا ہے کم پاس فلٹر گراف جو باڈ پلاٹ کے طور پر جانا جاتا ہے۔
مثال کے طور پر:
اگر ہم سرکٹ میں ریزسٹر اور کیپسیٹر کی اقدار کو جانتے ہیں تو ، کم پاس فلٹر ٹرانسفر فنکشن کا حساب درج ذیل فارمولے کے ذریعہ لگایا جاسکتا ہے۔
ووٹ (زبانیں) / ون (زبانیں) + 1 / CR / s + 1 / CR
دیئے گئے ریزسٹر کے ساتھ ساتھ سندارتار قدروں کی فریکوینسی ویلیو کا حساب لگائیں
ایف سی = 1/2 πRC
ایل پی ایف ویوفارم
کم پاس فلٹر ایپلی کیشنز
لو پاس فلٹر کی درخواستوں میں درج ذیل شامل ہیں۔
- اسپیکر میں آڈیو کی فریکوئینسیوں کو بینڈ محدود محدود صوتی بینڈ سگنل میں تبدیل کرنے کے لئے ٹیلیفون سسٹم میں کم پاس فلٹرز استعمال کیے جاتے ہیں۔
- ایل پی ایف کا استعمال اعلی تعدد سگنل کو فلٹر کرنے کے لئے کیا جاتا ہے جسے سرکٹ سے ’شور‘ کے نام سے جانا جاتا ہے ، چونکہ اس فلٹر کے ذریعے سگنل گزر جاتا ہے ، تب زیادہ تر اعلی تعدد سگنل ختم ہوجاتا ہے اور ساتھ ہی ایک واضح شور پیدا ہوسکتا ہے۔
- کم پاس فلٹر میں تصویری پروسیسنگ امیج کو بڑھانے کے ل
- بعض اوقات یہ فلٹرز آڈیو میں درخواستوں کی وجہ سے ٹریبل کٹ یا ہائی کٹ کے نام سے جانا جاتا ہے۔
- آر سی سرکٹ میں ایک کم پاس فلٹر استعمال ہوتا ہے جو ایک کے نام سے جانا جاتا ہے آر سی لو پاس فلٹر .
- ایل پی ایف بطور ایک استعمال ہوتا ہے انٹیگریٹر آر سی سرکٹ کی طرح
- ملٹی ریٹ ڈی ایس پی میں ، جب ایک انٹر پولٹر کو انجام دیتے ہوئے ، ایل پی ایف کو اینٹی امیجنگ فلٹر کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ اسی طرح ، ایک ڈییمیٹر پر عمل درآمد کرتے وقت یہ فلٹر بطور اینٹی ایلائزنگ فلٹر استعمال ہوتا ہے۔
- بیس بینڈ سگنلز کے موثر جواب کے ل super سپر ہیٹروڈین جیسے ریسیورز میں کم پاس فلٹرز استعمال ہوتے ہیں۔
- انسانی جسم سے آنے والے طبی آلات کے اشاروں میں لو پاس فلٹر کا استعمال کیا جاتا ہے جبکہ الیکٹروڈ کے استعمال کی جانچ فریکوئینسی میں کم ہوتی ہے۔ لہذا یہ اشارے کچھ ناپسندیدہ محیطی آواز کو دور کرنے کے لئے ایل پی ایف کے ذریعے بہہ سکتے ہیں۔
- یہ فلٹرز ڈیوٹی سائیکل طول و عرض کی تبدیلی کے ساتھ ساتھ فیز لاک لوپ میں مرحلے کی کھوج میں استعمال ہوتے ہیں۔
- آڈیو سگنل میں AM ماڈیولڈ انٹرمیڈیٹ فریکوئینسی سگنل کو تبدیل کرنے کے لئے ڈایڈڈ ڈیٹیکٹر کے لئے ایل پی ایف کو AM ریڈیو میں استعمال کیا جاتا ہے۔
اس طرح ، یہ سب ایک کے بارے میں ہے کم پاس فلٹر . اوپی امپ پر مبنی ایل پی ایف کی ڈیزائننگ آسان ہے ، اسی طرح مختلف قسم کے فلٹرز کا استعمال کرتے ہوئے زیادہ پیچیدہ ڈیزائن۔ مزید ایپلی کیشنز کے لئے ، ایل پی ایف شاندار کارکردگی مہیا کرتا ہے۔ یہاں آپ کے لئے ایک سوال یہ ہے کہ لو پاس فلٹر کا مرکزی کام کیا ہے؟
