غیر فعال کم پاس فلٹر

یہ سبق الیکٹرانکس میں وسیع پیمانے پر استعمال ہونے والی اصطلاح ، غیر فعال لو پاس فلٹر کے بارے میں ہے ۔ آپ اپنی پڑھائی میں یا اپنے پیشہ ورانہ کیریئر میں یہ 'تکنیکی' اصطلاح ہر بار سنا یا استعمال کریں گے۔ آئیے دریافت کریں کہ اس تکنیکی اصطلاح کے بارے میں کیا خاص ہے۔

یہ کیا ہے ، سرکٹ ، فارمولے ، وکر؟

آئیے نام سے شروع کریں۔ کیا آپ جانتے ہیں کہ غیر فعال کیا ہے ؟ کیا کم ہے ؟ کیا گزر رہا ہے اور فلٹر کیا ہے ؟ اگر آپ ان چار الفاظ " غیر فعال لو پاس فلٹر " کے معنی کو سمجھتے ہیں تو ، آپ کو 50٪ " غیر فعال لو پاس فلٹر " سمجھ آجائے گا ، باقی 50٪ ہم مزید تلاش کریں گے۔

" غیر فعال " - ڈکشنری میں اس کا مطلب ہے فعال ردعمل کے بغیر ، کیا ہوتا ہے یا دوسرے کے کیا ہوتا ہے کی اجازت دینا یا قبول کرنا۔

" لو پاس فلٹر "۔ اس کا مطلب ہے کہ جو کم ہے اسے گزرنا ، اس کا مطلب یہ بھی ہے کہ اونچی چیزوں کو روکنا ۔ یہ روایتی واٹر فلٹر کی طرح ہی ہے جو ہمارے گھر / دفتر میں موجود ہے جو نجاست کو روکتا ہے اور صرف صاف پانی ہی گزرتا ہے۔

کم پاس فلٹر پاس کم تعدد اور ایک اعلی بلاک. روایتی لو پاس فلٹر پاس تعدد 30 سے ​​300 کلو ہرٹز (لو فریکوئنسی) تک ہے اور اگر آڈیو اطلاق میں استعمال ہوتا ہے تو اس تعدد کے اوپر بلاک ہوتا ہے۔

لو پاس فلٹر سے وابستہ بہت ساری چیزیں ہیں۔ جیسا کہ اس سے پہلے بیان کیا گیا ہے کہ یہ سینوسائڈیل سگنل (اے سی) کی ناپسندیدہ چیزوں (سگنل) کو فلٹر کرے گا ۔

غیر فعال مطلب کے طور پر ہم عام طور پر کسی بھی بیرونی ماخذ کو فلٹرڈ سگنل آؤٹ پر لاگو نہیں کرتے ہیں ، یہ غیر فعال اجزاء کا استعمال کرتے ہوئے بنایا جاسکتا ہے ، جس میں بجلی کی ضرورت نہیں ہوتی ہے ، لہذا فلٹرڈ سگنل بڑھا ہوا دروازہ نہیں لگاتا ہے ، آؤٹ پٹ سگنل کے طول و عرض میں کسی بھی قیمت پر اضافہ نہیں ہوتا ہے.

100Khz تک فلٹرنگ کے ل Low ریزٹر اور کیپسیٹر کمبین (RC) کا استعمال کرتے ہوئے کم پاس فلٹرز بنائے جاتے ہیں لیکن باقی 100khz-300khz ریزٹر ، کیپسیٹر اور انڈکٹر استعمال ہوتا ہے (RLC)۔

اس تصویر میں سرکٹ یہ ہے:

یہ ایک آر سی فلٹر ہے۔ عام طور پر ایک سیریز میں مزاحم اور غیر پولرائزڈ سندارتر کے مجموعہ پر ایک ان پٹ سگنل لگایا جاتا ہے ۔ یہ پہلا آرڈر فلٹر ہے کیوں کہ سرکیٹری میں صرف ایک ہی رد عمل ہے جو سندی ہے۔ فلٹر آؤٹ پٹ کیپسیٹر کے اس پار دستیاب ہوگا۔

سرکٹری کے اندر واقعی جو کچھ ہو رہا ہے وہ کافی دلچسپ ہے۔

کم تعدد میں کپیسیٹر کا رد عمل مزاحم مزاحمتی قیمت سے بہت بڑا ہوگا۔ لہذا ، کاپیسٹر کے پار سگنل کی وولٹیج کی صلاحیت ریسٹر کے اس پار وولٹیج ڈراپ سے کہیں زیادہ ہوگی۔

اعلی تعدد میں بالکل مخالف چیز واقع ہوگی۔ ریزسٹر کی مزاحمتی قیمت زیادہ ہوجاتی ہے اور اس کی وجہ سے کیپسیٹر کے ری ایکٹینس کے اثر سے کاکیسیٹر کے پار وولٹیج چھوٹا ہوجاتا ہے۔

یہ ہے یہ کہ وکر کیپسیٹر کی پیداوار میں کس طرح نظر آرہا ہے۔

فریکوئینسی رسپانس اور کٹ آف تعدد

آئیے اس منحنی کو مزید سمجھیں

f _c فلٹر کی کٹ آف تعدد ہے۔ 0dB / 118Hz سے 100 KHz تک سگنل لائن تقریبا فلیٹ ہے۔

حاصل کرنے کا حساب کتاب کا فارمولا ہے

فائدہ = 20 بلاگ (ووٹ / ون)

اگر ہم ان اقدار کو رکھتے ہیں تو ہم فائدہ کا نتیجہ دیکھیں گے جب تک کہ کٹ آف تعدد تقریبا 1. 1. ون یونٹ یا 1x حاصل کرنے کو اتحاد کا فائدہ نہیں کہا جاتا ہے ۔

کٹ آف سگنل کے بعد سرکٹ کا ردعمل آہستہ آہستہ 0 (زیرو) پر آ جاتا ہے اور یہ کمی -20 ڈی بی / دہائی کی شرح سے ہوتی ہے ۔ اگر ہم فی ہفتہ بچاؤ میں کمی کا حساب لگائیں تو یہ -6dB ہوگا۔ تکنیکی اصطلاحات میں اسے " رول آف " کہا جاتا ہے ۔

کم تعدد پر سندارتر کا اعلی تعامل سندارتر کے ذریعہ موجودہ بہاؤ کو روکتا ہے۔

اگر ہم کٹ آف حد سے زیادہ اعلی تعدد کا اطلاق کرتے ہیں تو ، سگنل فریکوئنسی میں تناسب سے کمی آجاتی ہے ، جب سگنل تعدد میں اضافہ ہوتا ہے ، جس کے نتیجے میں کم ری ایکٹنس آؤٹ پٹ 0 ہوجائے گا جس طرح کاکیسیٹر کے پار شارٹ سرکٹ کی صورتحال کے اثر کے طور پر ہوگا۔

یہ کم پاس فلٹر ہے۔ مناسب ریزٹر اور مناسب کیپسیٹر کا انتخاب کرکے ہم تعدد کو روک سکتے ہیں ، سگنل کو متاثر کیے بغیر سگنل کو محدود کرسکتے ہیں کیونکہ کوئی فعال ردعمل نہیں ہے۔

مذکورہ تصویر میں ایک لفظ بینڈوتھ ہے ۔ یہ اس بات کی نشاندہی کر رہا ہے جس میں اتحاد کا فائدہ ہوگا اور سگنل مسدود ہو جائے گا۔ لہذا اگر یہ 150 Khz کم پاس فلٹر ہے تو پھر بینڈوتھ 150Khz ہوگی۔ اس بینڈوتھ کی تعدد کے بعد سگنل کم ہوجائے گا اور سرکٹری سے گزرنے سے رک جائے گا۔

اس کے علاوہ ، -3 ڈی بی بھی ہے ، یہ ایک اہم چیز ہے ، کٹ آف تعدد پر ہمیں 3dB حاصل ہوگا جہاں سگنل 70.7 to تک متوجہ ہوا ہے اور کیپسیٹو ری ایکٹینس اور مزاحمت برابر R = Xc ہے۔

کٹ آف تعدد کا فارمولا کیا ہے؟

f _c = 1 / 2πRC

تو ، آر مزاحمت ہے اور سی سندی ہے۔ اگر ہم قدر رکھتے ہیں تو ہم کٹ آف تعدد کا پتہ چل سکتے ہیں۔

آؤٹ پٹ وولٹیج کا حساب کتاب

آئیے پہلی شبیہہ سرکٹری دیکھیں جہاں ایک کم مزاحمت کار اور ایک کاپاکیٹر کم پاس فلٹر یا آر سی سرکٹ بنانے کے لئے استعمال ہوتا ہے۔

جب ڈی سی سگنل سرکٹ کے پار لگاتا ہے تو اس سرکٹ کی مزاحمت ہوتی ہے جو موجودہ بہتے وقت ڈراپ پیدا کرتی ہے ، لیکن AC سگنل کی صورت میں یہ مائبادا ہے ، جو اوہمس میں بھی ناپا جاتا ہے۔

آر سی سرکٹ میں دو مزاحم چیزیں ہیں ۔ ایک مزاحمت ہے اور دوسرا ایک سندارتر کا ظرفی رد عمل ہے۔ لہذا ، ہمیں پہلے کیپسیسیٹر کے کیپسیٹو ری ایکٹنس کو ناپنے کی ضرورت ہے کیونکہ سرکٹری کی رکاوٹ کا حساب لگانے کے لئے اس کی ضرورت ہوگی۔

پہلی مزاحمتی مخالفت کا رد عمل ہے ، اس کا فارمولا یہ ہے: -

ایکس سی = 1 / 2π ایف _سی

اس فارمولے کی پیداوار اوہمس میں ہوگی ، کیونکہ اوہمس اہلیت پسندی کا ایک یونٹ ہے ، کیونکہ یہ مخالفت کا مطلب مزاحمت ہے۔

دوسری حزب اختلاف خود مزاحم ہے۔ مزاحم کی قیمت بھی ایک مزاحمت ہے۔

لہذا ، اس دو حزب اختلاف کو جوڑ کر ہمیں کل مزاحمت ملے گی ، جو آر سی (اے سی سگنل ان پٹ) سرکٹ میں رکاوٹ ہے۔

تعطل کو زیڈ کے طور پر ظاہر کرتا ہے۔

RC فلٹر " فریکوئنسی پر منحصر متغیر ممکنہ تقسیم " سرکٹ کے طور پر کام کرتا ہے ۔

اس تقسیم کا آؤٹ پٹ وولٹیج مندرجہ ذیل ہے

ووٹ = ون * (R2 / R1 + R2) R1 + R2 = R _T

R1 + R2 سرکٹ کی کل مزاحمت ہے اور یہ مائبادا جیسی ہے۔

لہذا ، اس مجموعی مساوات کو ملاکر جو ہمیں ملے گا

مندرجہ بالا فارمولہ کو حل کرنے سے ، ہمیں حتمی شکل مل جاتی ہے: -

ووٹ = ون * (ایکس سی / زیڈ)

مثال کے ساتھ حساب کتاب

جیسا کہ ہم پہلے ہی جانتے ہیں کہ سرکٹ کے اندر اصل میں کیا ہو رہا ہے اور اس کی قیمت کو کیسے معلوم کیا جائے۔ آئیے عملی اقدار کا انتخاب کریں ۔

آئیے ریسسٹٹر اور کیپسیٹر ، 4.7k اور 47nF میں عمومی قدر اٹھائیں۔ ہم نے قدر کا انتخاب کیا کیونکہ یہ وسیع پیمانے پر دستیاب ہے اور اس کا حساب لگانا آسان ہے۔ آئیے دیکھتے ہیں کہ کٹ آف تعدد اور آؤٹ پٹ وولٹیج کیا ہوگی۔

کٹ آف فریکوئینسی ہوگی: -

اس مساوات کو حل کرنے سے کٹ آف تعدد 720 ہ ہرٹز ہے۔

چلو جہاں یہ سچ ہے یا نہیں…

یہ سرکٹ ہے۔ تعدد کے جواب کے طور پر جیسا کہ اس سے پہلے بیان کیا گیا ہے کہ کٹ آف تعدد پر DB -3dB ہوگا ، تعدد سے قطع نظر۔ ہم آؤٹ پٹ سگنل پر -3dB تلاش کریں گے اور دیکھیں گے کہ یہ 720Hz ہے یا نہیں۔ تعدد کا جواب یہاں ہے: -

جیسا کہ آپ دیکھ سکتے ہیں کہ فریکوئینسی رسپانس (جسے بوڈ پلاٹ بھی کہا جاتا ہے) ہم کرسر کو -3 ڈی بی (ریڈ ایرو) پر سیٹ کرتے ہیں اور 720 ہ ہرٹز (گرین ایرو) کونے یا بینڈوتھ فریکوئنسی حاصل کرتے ہیں ۔

اگر ہم 500 ہرٹج سگنل لگاتے ہیں تو پھر اہلیت کا ردact عمل ہوگا

پھر ووٹ اس وقت ہوتا ہے جب 500 ہز ہرٹ پر 5 وی ون لگائیں: -

فیز شفٹ

چونکہ لو پاس فلٹر سے وابستہ ایک کیپسیٹر ہے اور یہ ایک AC سگنل ہے جس میں مرحلے کا زاویہ اشارہ کرتا ہے as (Phi) آؤٹ پٹ میں -45 ہے

یہ مرحلہ شفٹ وکر ہے۔ ہم نے -45 پر کرسر سیٹ کیا

یہ دوسرا آرڈر لو پاس فلٹر ہے۔ R1 C1 پہلا آرڈر ہے اور R2 C2 دوسرا آرڈر ہے۔ ایک دوسرے کے ساتھ جھڑپ کرنے سے وہ دوسرا آرڈر کم پاس فلٹر تشکیل دیتے ہیں۔

دوسرا آرڈر فلٹر 2 x -20dB / دہائی یا -40dB (-12dB / آکٹیو) کی ڈھلان کا کردار رکھتا ہے۔

جوابی وکر یہاں ہے: -

سب سے پہلے آرڈر (R1 C1) کے پار موجود گرین سگنل میں -3dB کٹ آف پوائنٹ ظاہر کرنے والا کرسر ، اس کی ڈھال پہلے -20dB / دہائی اور حتمی آؤٹ پٹ پر سرخ رنگ میں دیکھا گیا تھا جس میں -40dB / کی ڈھلان ہے۔ دہائی.

فارمولے یہ ہیں: -

ایف _سی پر حاصل کریں: -

یہ دوسرے آرڈر کے کم پاس سرکٹ کے حصول کا حساب لگائے گا۔

کٹ آف تعدد: -

عملی طور پر رول آف ڈھال میں اضافے کے مطابق فلٹر اسٹیج ، -3dB پوائنٹ اور پاس بینڈ تعدد اس کی اصل حساب کردہ قیمت سے ایک مقررہ رقم کے ذریعہ تبدیل ہوجاتا ہے۔

اس طے شدہ رقم کا حساب درج ذیل مساوات کے ذریعہ کیا جاتا ہے: -

اتنے اچھ twoے نہیں ہیں کہ دو غیر فعال فلٹروں کو کاسل کریں کیونکہ ہر فلٹر آرڈر کی متحرک رکاوٹ اسی سرکٹری میں دوسرے نیٹ ورک کو متاثر کرتی ہے۔

درخواستیں

الیکٹرانکس میں کم پاس فلٹر بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔

کچھ درخواستیں یہ ہیں:

1. آڈیو وصول کرنے والا اور برابر کا
2. کیمرہ فلٹر
3. آسکلوسکوپ
4. میوزک کنٹرول سسٹم اور باس فریکوئنسی ماڈلن
5. فنکشن جنریٹر
6. بجلی کی فراہمی