bélyegkép|jobbra|Az aluláteesztő szűrő áramköri jele Az aluláteresztő szűrő (angolul low-pass filter, LPF) olyan áramkör, mely a továbbítandó jel alacsony frekvenciás összetevőit átengedi, a magas frekvenciásakat kiszűri. Az aluláteresztő szűrőt nevezik még felülvágó szűrőnek is.
Ellentéte a felüláteresztő (avagy alulvágó) szűrő.
Általános karakterisztikája 500x500px
Passband (magyarul átviteli sáv): az a frekvenciatartomány, amit a szűrő átenged Stopband (magyarul csillapítási sáv): az a frekvenciatartomány, amit a szűrő kiszűr Cutoff frequency: vágási frekvencia (f0) Gain: erősítés (A) Phase: fázisforgatás (φ)
Felhasználása
Hangtechnikában
Erősítőknél, keverőknél magashang szabályozás (RC kör, R helyén szabályozható ellenállás) Kétutas hangdobozoknál a mélyhang leválasztása (LC kör) Utóelnyomás
Analóg videotechnikában
Ha a videójelet aluláteresztő szűrőn vezetjük át, akkor a kép apró részletei elmosódnak. Jelentősége a képzajszűrésben van. A képszinkronjel leválasztása a videojelről: az aluláteresztő szűrő kimenetén a szinkronjelek jelennek meg. A függőleges és vízszintes szinkronjel szétválasztása: az alulátersztő szűrő kimenetén a függőleges szinkronjel jelenik meg.
Digitális jelfeldolgozás
Kvantált hangjelen, hangfájlon magashang elnyomás Kvantált képjelen, képfájlon, videófájlon élsimító hatása van. Az élsimító eljárások az aluláteresztő szűrőre épülnek. Zajcsökkentő hatás képen és hangon is. A zajcsökkentő eljárások az aluláteresztő szűrőre épülnek.
Megvalósítása
RC szűrőként
Passzív RC szűrő A legegyszerűbb aluláteresztő szűrő egy ellenállásból és kondenzátorból áll, az alábbi ábrán feltüntetett kapcsolási elrendezésben:
200x200px
Az erősítés abszolút értéke:
Fázisforgatás:
A kimeneti és bemeneti jel fáziskülönbsége φ(ω). Mivel ez ennél az áramkörnél negatív értékű, ezért a kimeneti szinuszos jel időben pozitív irányba tolódik el. A fáziskülönbségből kiszámíthatjuk, hogy mennyi a két jel közötti Δt időbeli eltolódás:
Vágási frekvencia:
Ha az erősítés fordítottan arányos a frekvenciával és integráló elemként működik.
Ha , akkor a kimeneti feszültség a bemeneti jel lineárisan átvitt és integrált részének összege.
Ha akkor a kimeneti és bemeneti jel megegyezik:
Ha bevezetjük a akkor az erősítés a következőképp alakul:
Ha az igények meredekebb erősítés csökkenést kívánnak a vágási frekvencia közelében, akkor n aluláteresztő szűrőt kapcsolunk sorba:
403x403px
ekkor az erősítés képlete:
400x400px
Aktív RC szűrő Egy adott fokszám fölött nem érdemes több RC tagot összekapcsolni, mert az átvinni kívánt frekvenciatartományban is jelentősen lecsökken az átviteli szint. Ha nagyobb vágási meredekséget akarunk elérni, akkor erősítőáramkör beiktatásával kell aluláteresztő szűrőt készíteni. Egy lehetséges megvalósítás fázisfordító műveleti erősítővel:
232x232px
Aktív aluláteresztő szűrőből tetszőleges darabszámú tagot kapcsolhatunk egymás után:
439x439px
RL szűrőként 222x222px
RLC szűrőként 270x270px
250x250px
200x200px
LC szűrőként
Π topológia 251x251px
T topológia 250x250px
T topológiájú aluláteresztő LC szűrő számítása
Programként uint32_t original[n]; //Eredeti jelfolyam, 32bit bitmélységgel uint32_t target[n]; //ebben a tömbben jelenik meg a szűrt változat int i; ... //Bemeneti paraméterek: float delta_T, R, C; ... float alfa = delta_T / ((R*C)+delta_T); target=alfa*original; for(i=2;i<n;i++){ target[i] = alfa*original[i]+(1-alfa)*target[i-1]; }
Jegyzetek
Kategória:Szűrőáramkörök