المرشحات – Filters

المرشحات – Filters

ستعمل المرشحات في جميع ميادين الاتصالات والهندسة الإلكترونية …مرشح ما يسمح بمرور نطاق ترددي ويمنع مرور آخر…والمرشح يمكن أن يكون نشطاً (أو فعالاً) أو سلبياً (غير فعّال)…المرشحات السلبية (غير الفعالة) تتكون من مقاومات ومتسعات وملفات وتستعمل عند ترددات أكبر من 1 ميكا هرتز ولاتحدث كسبا للقدرة…أما المرشحات النشطة (الفعّالة)فتتكون من مقاومات ومتسعات ومكبرات عمليات وتستعمل عند ترددات اصغر من 1 ميكا هرتز وتحدث كسبا للقدرة…وتستطيع المرشحات عموما تفريق الإشارة المرغوب فيها عن الإشارة غير المرغوب فيها وقطع الإشارات المتداخلة وتحسين الصوت والصورة.

1- الاستجابة المثالية ( Ideal Response):

الاستجابة الترددية هي مخطط كسب الجهد بدلالة التردد…ويوجد خمسة أنواع من المرشحات:

أ‌. مرشح تمرير الترددات المنخفضة (Low Pass Filter):

استجابة مرشح تمرير الترددات المنخفضة المثالي

ملاحظة: fc تمثل تردد القطع.
ب‌. مرشح تمرير الترددات العالية (High Pass Filter):

استجابة مرشح تمرير الترددات العالية المثالي

ت‌. مرشح تمرير مجال ترددات (Band Pass Filter):

استجابة مرشح تمرير مجال ترددات مثالي

ملاحظة : f1 و f2 يمثلان ترددي القطع.
ث‌. مرشح توقيف مجال نطاقي (Band Stop Filter):

استجابة مرشح توقيف مجال ترددات مثالي

ج‌. مرشح تمرير كلي (All Pass Filter):

استجابة مرشح تمرير

– استجابة المرشح الفعلي (العملي):

أ‌. مرشح من الرتبة الاولى:
هذه المرشحات تحتوي على مكثف واحد ولذا تنتج فقط مرشح تمرير الترددات الصغيرة أو مرشح الترددات العالية.

أ- 1. مرشح تمرير الترددات الصغيرة (Low Pass Filter):

مرشح تمرير الترددات الصغيرة نشط (فعّال) من الرتبة الاولى مكبر غير عاكس

مرشح تمرير الترددات الصغيرة نشط (فعّال) من الرتبة الاولى

مرشح تمرير الترددات الصغيرة نشط (فعّال) من الرتبة الاولى مكبر عاكس مع كسب جهد

أ- 2. مرشح تمرير الترددات العالية (High Pass Filter):

مرشح تمرير الترددات العالية نشط (فعّال) من الرتبة الاولى

مرشح تمرير الترددات العالية نشط (فعّال) من الرتبة الاولى

مرشح تمرير الترددات العالية نشط (فعّال) من الرتبة الاولى

مثال:-
احسب كسب الجهد في الدائرة أدناه واحسب تردد القطع؟ ثم ارسم الاستجابة الترددية؟

الحل:

الشكل أعلاه يمثل استجابة التردد .. كسب الجهد يساوي 32dB عند تمرير النطاق .. الاستجابة تقطع في حدود 19.5 KHz وتتناقص بمقدار 20 dB في كل ديكيد (decade).

مرشح تمرير الترددات الصغيرة من الرتبة الثانية

مثال:
www.4electron.com
احسب القطب الترددي Fb و Q للمرشح أدناه وكم هي قيمة تردد القطع؟

الحل:

قيمة Q والتردد القطبي Fb تحسب كما يلي:

قيمة Q تبين أن الاستجابة هي استجابة Butterworth ومنه:

Fc=Fp=4.58KHz

www.4electron.com
قطع استجابة هذا المرشح هو 4.58 KHz وتتناقص بمقدار 40 dB مع كل عشرية.