Ero sivun ”Alipäästösuodatin” versioiden välillä
| [arvioimaton versio] | [arvioimaton versio] |
Poistettu sisältö Lisätty sisältö
Redirect -> Elektroniikan suodattimet |
Ei muokkausyhteenvetoa |
||
Rivi 1:
[[Kuva:Low pass filter.png|thumb|Yksinapainen RC-alipäästösuodatin]]
#REDIRECT [[Elektroniikan suodattimet]]▼
'''[[Alipäästösuodatin]]''' (alipäästösuodin, eng. ''low-pass filter'') on suodatinrakenne, joka päästää läpi matalataajuiset ja vaimentaa eli suodattaa korkeataajuiset signaalit.
Yksinkertainen RC-alipäästösuodatin voidaan toteuttaa [[vastus|vastukse]]n ja [[kondensaattori]]n jännitteenjakokytkennän avulla (kuvassa). Matalilla taajuuksilla kondensaattorin läpi kulkee vähän virtaa, jolloin vastuksen yli muodostuu vain pieni jännitehäviö ja signaali ei juurikaan vaimene. Korkeilla taajuuksilla kondensaattori näyttää lähes oikosululta, jolloin ulostulojännite on lähellä nollaa. Kuvan RC-piirin lähtö- ja tulojännitteen välillä vallitsee riippuvuus
<center><math>\Big|\frac{V_{\mathrm{out}}}{V_{\mathrm{in}}}\Big|=\frac{1}{\sqrt{1+(2\pi RCf)^2}}</math>.</center>
Jos merkitään <math>f_0=\frac{1}{2\pi RC}</math>, siirtofunktio on sama kuin johdannossa esitetty alipäästösuodattimen siirtofunktio.
Ensimmäisen asteen alipäästösuodattimen yleinen siirtofunktio on muotoa
<center><math>\frac{U_\mathrm{out}}{U_\mathrm{in}}=H(s)=\frac{1}{s+1}</math></center>
ja toisen asteen siirtofunktio on muotoa
<center><math>H(s)=\frac{1}{s^2+2Ds+1}</math>,</center>
missä <math>s</math> on Laplace-muuttuja ja <math>D</math> suodattimen vaimennusvakio. Siirtofunktio voidaan myös kertoa vakiotermillä, mikäli suodatin sisältää vahvistusta tai vaimennusta. Tekemällä sijoitus <math>s=j\omega</math> saadaan lauseke, joka kertoo suodattimen siirtofunktion sinimuotoisille jännitteille kompleksilukuna. Kompleksiluvun itseisarvo kertoo lähtö- ja tulojännitteen amplitudien suhteen ja kompleksiluvun kulma kertoo signaalien välisen vaihesiirron. Sijoittamalla <math>\omega=0</math> nähdään, että molempien siirtofunktioiden arvo on tasajännitteellä 1, toisin sanoen signaali pääsee vaimentumatta suodattimen läpi. Koska muuttuja <math>s</math> on nimittäjässä, taajuuden kasvaessa lähtöjännite pienenee.
Useampiasteinen alipäästösuodatin saadaan rakennettua ensimmäisen ja toisen asteen siirtofunktioiden tulona. Käytännön kytkennöissä tämä voidaan toteuttaa kytkemällä peräkkäin erilaisia suodatinlohkoja.
Vaimennusvakion <math>D</math> sijasta alan kirjallisuudessa käytetään myös hyvyyslukua Q ja vaimennuskerrointa <math>d</math>. Näiden välillä vallitsee yhteys
<center><math>Q=\frac{1}{2D}=\frac{1}{d}</math></center>
[[ar:مرشح الترددات المنخفضة]]
[[ca:Filtre passabaix]]
[[cs:Dolní propust]]
[[da:Lavpasled]]
[[de:Tiefpass]]
[[en:Low-pass filter]]
[[eo:Malalta-pasa filtrilo]]
[[es:Filtro pasa bajo]]
[[fa:فیلتر پایینگذر]]
[[fr:Filtre passe-bas]]
[[id:Tapis pelewat rendah]]
[[it:Filtro passa basso]]
[[ms:Turas laluan rendah]]
[[ja:ローパスフィルタ]]
[[pl:Filtr dolnoprzepustowy]]
[[pt:Filtro passa-baixo]]
[[ru:Фильтр нижних частот]]
[[sv:Lågpassfilter]]
[[uk:Фільтр низьких частот]]
[[zh:低通滤波器]]
| |||