Ang mga filter ay may mahalagang papel sa larangan ng komunikasyon dahil nag-aalis ang mga ito ng ingay at nakakatulong sa pag-optimize ng performance. Ang mga aplikasyon ng mga filter sa loob ng mga sistema ng telekomunikasyon ay mag-iiba mula sa mataas hanggang sa napakababang dalas. Ang pagpili ng mga channel sa loob ng mga serbisyo ng telepono ay isang pangunahing gawain para sa mga high-frequency na BPF; habang ang pagkuha ng data ay nakasalalay sa mga anti-aliasing na LPF. Para sa pagganap ng low-pass na filter circuit at aktibong low-pass na filter, napakahalagang malaman ang cutoff frequency ng circuit at high-frequency na pagganap para sa pagdidisenyo ng aktibong filter, passive low-pass na filter, at RC low-pass na filter. Ang mga low-pass na filter na natukoy lamang sa mga aktibo at passive na bahagi ay kilala bilang mga aktibong low-pass na filter. Ang artikulong ito ay nagbibigay ng maikling impormasyon sa Sallen-Key Filter, circuit, at mga aplikasyon nito.

Ano ang Sallen-Key Filter?

Ang pinakasikat na aktibong second-order analogue filter topology ay isang Sallen Key Filter na tinatawag ding voltage control voltage source. Ang mga ito ay napakapopular dahil ang kanilang pagsasaayos ay magpapakita na ito ay hindi masyadong nakadepende sa pagganap ng op-amp. Ito ay higit sa lahat dahil ang amplifier ng pagpapatakbo ay konektado bilang isang amplifier na binabawasan ang gain-bandwidth na mga pangangailangan ng operational amplifier. Ang Sallen-Key filter ay may mababang component spread, mataas na input impedance at mababang output impedance, na nagpapahintulot sa iba't ibang mga filter na makonekta nang walang mga intermediary buffer.

Sallen Key Filter Circuit

Ang Sallen key filter ay isang electronic circuit, na ginagamit upang i-filter ang mga hindi kinakailangang frequency mula sa isang audio signal. Idinisenyo lamang ang circuit na ito na may dalawang resistors, isang op-amp at dalawang capacitor na bumubuo ng feedback loop. Batay sa mga halaga ng mga bahagi, ang circuit na ito ay maaaring kumilos bilang isang low-pass na filter at a HIGH pass filter . Dito tinalakay sa ibaba ang Sallen key low-pass filter circuit.

Sallen Key Low Pass Filter

Sa Sallen-Key LPF, mas mahusay na pagganap ng filter ay maaaring makamit sa pamamagitan ng wastong pagpili ng mga bahagi ng RC. Ang mga pangunahing tampok ng filter na ito ay; boltahe amplification at boltahe makakuha ng kontrol na may matatag na operasyon ng filter. Ang Sallen Key low pass filter schematic diagram para sa unity gain ay ipinapakita sa ibaba. Ang circuit na ito ay may dalawang RC filter na mga seksyon na epektibo sa serye; gayunpaman, sa unang yugto ng kapasitor ay bootstrapped sa pamamagitan ng output.

Sallen Key Low Pass Filter Circuit

Ang general transfer function (T.F) para sa pangalawang-order na LPS ay

H(s) = Kω² 0/S² + (ω0/Q)S+ ω² 0 —–(1)

saan:

“dc sa ac inverter circuit nang walang transpormer ”

Ang 'K' ay ang gain factor,

Ang 'ω0' ay ang katangiang dalas sa loob ng radians/s.

Ang 'Q' ay ang kadahilanan ng kalidad.

S = jω.

Ang 2nd-order Sallen-Key low pass filter transfer function ay maaaring isulat sa parehong anyo tulad ng pangkalahatang equation sa itaas.

H(s) = (K/ R1R2 C1C2)/ S² +[( 1/R1+1/R2) 1/ C1 +(1- K/ R2C2]S + 1/ R1R2C1C2 —–(2)

Sa pamamagitan ng equating sa itaas ng dalawang equation, maaari naming makuha ang cut-off frequency & quality factor equation.

Ang cutoff frequency ng Sallen key filter equation ay fc = 1/2π√ R1R2 C1C2.

Ang Q factor ng Sallen Key Filter 'Q' ay √R1R2 C1C2/ R1C1+R2C1+ R1C2 (1-K).

Ang gain equation ay katulad ng isang non-inverting amplifier.

K = 1+ R3/R4

Katulad nito, ang isang sallen key na high-pass na filter ay maaaring idisenyo sa pamamagitan ng pagpapalit mga kapasitor sa halip ng mga resistor .

“mga proyekto sa plc para sa mga mag-aaral sa engineering ”

Paano Gumagana ang Sallen Key Filter?

Gumagana ang Sallen–Key topology sa pamamagitan ng pagpapatupad ng mga pangalawang-order na aktibong filter para sa pagpapahusay ng Q factor ng filter na may kontroladong positibong feedback. Ang topology na ito ay napaka-simple kumpara sa iba pang mga aktibong filter na topologies. Ito ay isang aktibong disenyo ng filter batay sa iisang non-inverting op-amp na may dalawang resistors.

Mga Bentahe ng Sallen-Key Filter

Kasama sa mga bentahe ng Sallen Key Filter ang mga sumusunod.

Ang disenyo ng filter ng Sallen-Key ay napakasimple kabilang ang mga solong op-amp at RC na bahagi.
Ang mga filter na ito ay may kakayahang tumaas ang output boltahe na mas mataas kaysa sa input boltahe.
Ang mataas na input at mababang output impedance ay ginagawang mas madali ang pag-cascading ng mga filter ng Sallen-Key.
Ang op-amp sa Sallen-Key filter ay tumutulong sa pagsakop sa epekto ng RC component sa mga katangian ng filter.
Malawak ang frequency range ng filter na ito.
Ang op-amp sa loob ng filter na ito ay maaaring isaayos bilang isang non-inverting amplifier o isang unity gain buffer.
Ang mga filter na ito ay may iba't ibang yugto at iba't ibang pakinabang.
Ang Sallen-Key filter stability ay mabuti.
Ang pag-unawa sa disenyo ng filter na ito ay simple.
Ang paggamit ng a non-inverting amplifier maaaring tumaas ang nakuha ng boltahe.
Ang mga filter na nakabatay sa una at pangalawang order ay madaling i-cascade nang magkasama.
Ang bawat yugto ng RC ay maaaring magsama ng ibang boltahe na nakuha.

Ang mga disadvantages ng Sallen Key Filter isama ang mga sumusunod.

Ang Sallen-Key na filter ay hindi madaling nakatutok dahil sa pakikipag-ugnayan ng mga halaga ng bahagi sa F0 at Q.
Ang mababang maximum na halaga ng 'Q' ay makukuha.
Ang Sallen key filter ay napakasensitibo sa mga variation at tolerance ng bahagi na nangangahulugang ang aktwal na mga halaga ng resistors at capacitors ay magiging iba sa mga ideal na halaga at maaari silang magbago sa kalaunan dahil sa iba't ibang mga kadahilanan tulad ng pagtanda, kahalumigmigan at temperatura. Maaari itong makaapekto sa katatagan at katumpakan ng filter.
Ito ay madaling kapitan sa pagbaluktot at ingay mula sa amplifier ng pagpapatakbo . Kaya ang mga katangian at kalidad ng operational amplifier ay maaaring makaapekto sa performance pati na rin sa output ng Sallen key filter.
Sa disenyo ng Sallen-key na filter, ang boltahe gain at magnification factor ay malapit na nauugnay dahil sa paggamit ng isang op-amp sa disenyong ito.
Halos anumang halaga ng Quality factor na mas malaki sa 0.5 ay maaaring maisakatuparan dahil sa paggamit ng configuration ng non-inverting na op-amp, ang boltahe gain ay palaging mas malaki kaysa sa 1 ngunit dapat ay mas mababa sa 3, o kung hindi, ito ay magiging hindi matatag.

Mga Application ng Sallen-Key Filter

Kasama sa mga application ng Sallen Key Filter ang mga sumusunod.

Mas pinipili ang Sallen-Key na filter sa tuwing kinakailangan ang maliit na Q factor, inuuna ang pagtanggi sa ingay, at kailangan ang non-inverting gain ng filter stage.
Ginagamit ang filter na ito bilang pangunahing bloke ng gusali na ginagamit upang ipatupad ang mga circuit ng filter na mas mataas ang pagkakasunud-sunod tulad ng LPF, HPF, at BPF mga circuit.
Maaaring gamitin ang filter na ito para sa iba't ibang mga application sa loob ng pagpoproseso ng signal ng audio tulad ng kontrol sa tono, pagkakapantay-pantay, synthesis, modulasyon , at pagbabawas ng ingay.
Ginagamit ang filter na ito para sa modulate/synthesize ng audio signal sa pamamagitan lamang ng pagbabago ng Q factor o cutoff frequency nang pabago-bago sa pamamagitan ng karagdagang signal tulad ng envelope, control voltage, o oscillator.

Kaya, ito ay isang pangkalahatang-ideya ng Sallen-Key Filter (Sallen key topology) o Sallen at Key filter na isa sa mga pinakasikat na aktibong second-order na LPF na maaaring i-configure bilang isang LPS, HPS, BPS, at BSF. Ang Sallen-Key topology na ito ay tumutulong sa pagpapatupad ng iba't ibang filter tuning tulad ng Butterworth, Chebyshev at Bessel. Ang filter na ito ay katulad ng VCVS (voltage-controlled voltage source) kabilang ang mga katangian ng filter tulad ng; magandang katatagan, mababang output impedance at mataas na input impedance. Ang Sallen-Key low pass filter ay ginagamit para sa maraming dahilan tulad ng; simpleng disenyo, filter cascading, isang malawak na hanay ng frequency, boltahe gain control, maramihang mga yugto, high-order na disenyo ng filter, katatagan at iba't ibang mga nadagdag. Narito ang isang tanong para sa iyo, ano ang function ng isang low-pass na filter?