پائی فلٹر

فلٹرز عام طور پر ناپسندیدہ تعدد کو مسترد کرنے کے لئے بجلی اور آڈیو الیکٹرانکس میں استعمال ہوتے ہیں۔ درخواست کی بنیاد پر الیکٹرانک سرکٹ ڈیزائنوں میں بہت سی مختلف قسم کے فلٹرز استعمال ہوتے ہیں لیکن ان سب کا بنیادی تصور یکساں ہے ، ناپسندیدہ اشاروں کو دور کرنا ہے۔ ان تمام فلٹرز کو دو اقسام میں درجہ بندی کی جاسکتی ہے ۔ ایکٹو ایکٹو فلٹر اور غیر فعال فلٹر۔ فعال فلٹر دوسرے غیر فعال اجزاء کے ساتھ ایک یا زیادہ فعال اجزاء استعمال کرتا ہے جب کہ غیر فعال فلٹر مکمل طور پر غیر فعال اجزاء کا استعمال کرتے ہوئے بنائے جاتے ہیں۔ ہم نے پہلے ہی ان فلٹرز کے بارے میں تفصیلات میں تبادلہ خیال کیا ہے۔

• ایکٹو ہائی پاس فلٹر
• ایکٹو لو پاس فلٹر
• غیر فعال ہائی پاس فلٹر
• غیر فعال کم پاس فلٹر
• بینڈ پاس فلٹر
• ہارمونک فلٹر

اس ٹیوٹوریل میں ، ہم پائی فلٹر نامی ایک اور نئی قسم کا فلٹر سیکھتے ہیں ، جو بجلی کی فراہمی سرکٹ ڈیزائن میں بہت عام طور پر استعمال ہوتا ہے۔ ہم پہلے ہی پاور سپلائی کے اپنے چند ڈیزائنوں جیسے پی ای فلٹر کو اس 5 وی 2 اے ایس ایم پی ایس سرکٹ اور 12 وی 1 اے ایس ایم پی ایس سرکٹ میں استعمال کر چکے ہیں۔ تو ، آئیے ان فلٹرز کیا ہیں اور ان کو ڈیزائن کرنے کا طریقہ کے بارے میں تفصیل سے دیکھیں۔

پائی فلٹر

پائی فلٹر ایک قسم کا غیر فعال فلٹر ہے جو روایتی دو عنصر غیر فعال فلٹرز کے علاوہ بنیادی طور پر تین اجزا پر مشتمل ہوتا ہے۔ تمام اجزاء کی تعمیر کا انتظام یونانی حروف پائی (π) کی شکل پیدا کرتا ہے ، اس طرح اس کا نام پائ سیکشن فلٹر ہے ۔

اکثریت میں ، پائی فلٹرز کو لو پاس فلٹر ایپلی کیشن کے لئے استعمال کیا جاتا ہے ، لیکن ایک اور تشکیل بھی ممکن ہے۔ ایک پائی فلٹر کا بنیادی جزو سندارتر اور انڈکٹر ہے جس کو ایل سی فلٹر بناتا ہے ۔ کم پاس فلٹر ایپلی کیشن میں ، پِل فلٹر کو Capacitor ان پٹ فلٹر بھی کہا جاتا ہے کیونکہ کپیسیٹر کم پاس کنفیگریشن میں ان پٹ کے اس پار رہتا ہے۔

لو پاس فلٹر کے طور پر پائی فلٹر

پائی فلٹر ایک بہترین کم پاس فلٹر ہے جو روایتی ایل سی پائی فلٹر سے کہیں زیادہ مختلف ہے ۔ جب کسی پائ فلٹر کو کم پاس کے لئے تیار کیا جاتا ہے تو ، آؤٹ پٹ مستقل رہ جاتا ہے۔

ایک کم پاس فلٹر کے ڈیزائن پائی کنفیگریشن کا استعمال کرتے ہوئے بہت واضح ہے. پائی فلٹر سرکٹ ذیل کی تصویر میں دکھایا گیا ہے کے طور پر ایک پائی شکل بنانے کی سیریز میں ایک انڈکٹر کی طرف سے پیروی متوازی میں منسلک دو capacitors کے پر مشتمل ہوتا ہے

جیسا کہ مذکورہ شبیہہ میں دیکھا گیا ہے ، اس میں دو کیپسیٹرز شامل ہیں جو درمیان میں انڈیکٹر سیریز کے ساتھ زمین سے جڑے ہوئے ہیں۔ چونکہ یہ کم پاس کا فلٹر ہے ، لہذا یہ اعلی تعدد پر اعلی تعدد اور کم تعدد پر کم تعدد پیدا کرتا ہے۔ اس طرح ، عام طور پر ناپسندیدہ اعلی تعدد کو روکنے کے لئے ٹرانسمیشن لائن میں استعمال کیا جاتا ہے ۔

آپ کے اطلاق کے لئے پِل فلٹر کو ڈیزائن کرنے کے ل filter پیئ فلٹر کے حساب کتاب کی تعمیر اور جزو قدروں کو نیچے کی مساوات سے حاصل کیا جاسکتا ہے ۔

کٹ فریکونسی (ایف سی) = 1 / ᴫ (LC) ^1/2 اہلیت کی قدر (C) = 1 / Z _{0ᴫfc تعدد کی} قیمت (L1) = Z ₀ / cfc جہاں ، Z ₀ مائبادا کی خصوصیت ہے اوہم اور ایف سی میں کٹ آف تعدد ہے۔

بطور ہائی پاس فلٹر

لو پاس فلٹر کی طرح ہی ، پائ فلٹرز کو بھی ہائی پاس فلٹر کے طور پر تشکیل دیا جاسکتا ہے۔ ایسی صورت میں ، فلٹر کم تعدد کو روکتا ہے اور اعلی تعدد کو گزرنے کی اجازت دیتا ہے ۔ یہ دو قسم کے غیر فعال اجزاء ، دو انڈکٹرز اور ایک سندارتھ استعمال کرکے بھی بنایا گیا ہے۔

کم پاس کنفیگریشن میں فلٹر کو ڈیزائن کیا گیا ہے کیونکہ دو کیپسیٹرس ایک انڈکٹر کے ساتھ ہم آہنگ ہوتے ہیں ، لیکن اعلی پاس کنفیگریشن میں ، غیر فعال اجزاء کی پوزیشن اور مقدار بالکل برعکس مل جاتی ہے۔ ایک ہی انڈکٹکٹر کے بجائے ، یہاں ایک ہی سندارتر کے ساتھ دو الگ الگ انڈکٹور استعمال کیے جاتے ہیں۔

مذکورہ بالا پیئ فلٹر سرکٹ تصویر اعلی پاس کنفیگریشن میں فلٹر دکھا رہی ہے ، اور تعمیر کا ذکر نہ کرنا بھی ایک پی آئی پی کی طرح دکھائی دے رہا ہے۔ پائ فلٹر کی تعمیر اور جزو قدروں کو نیچے کی مساوات سے حاصل کیا جاسکتا ہے۔

کٹ فریکونسی (ایف سی) = 1 / 4ᴫ (LC) ^1/2 اہلیت کی قدر (C) = 1 / 4Z _0ᴫfc مائبادا کی قدر (L1) = Z ₀ / 4ᴫcc جہاں ، Z ₀ مائبادا کی خصوصیت ہے اوہم اور ایف سی میں کٹ آف تعدد ہے۔

پائی فلٹر کے فوائد

ہائی پیداوار وولٹیج

جو جہاں ہائی وولٹیج ڈی سی کے فلٹر کی ضرورت ہے سب سے زیادہ بجلی سے متعلق درخواست کے لئے مناسب PI فلٹر بھر آؤٹ پٹ وولٹیج بہت زیادہ سازی ہے.

لو ریپل فیکٹر

کم پاس فلٹر کے طور پر تشکیل دیا گیا ہے ڈی سی فلٹریشن کے مقاصد میں ، پِل فلٹر ایک موثر فلٹر ہے ، جس میں برج ریکیکٹیئر سے آنے والی ناپسندیدہ AC لہر کو فلٹر کرنا ہے ۔ سندارتر AC میں کم مائبادا مہیا کرتا ہے لیکن گنجائش اور رد عمل کے اثر کی وجہ سے ڈی سی میں ایک اعلی مزاحمت ہے۔ AC بھر میں اس کم رکاوٹ کی وجہ سے ، پِی فلٹر کا پہلا کیپسیسیٹر پل ریکٹفایر سے آنے والی AC لہر کو نظرانداز کرتا ہے۔ بائی پاس AC AC لہر انڈکٹر میں جاتا ہے۔ انڈکٹکٹر موجودہ بہاؤ کی تبدیلیوں کے خلاف مزاحمت کرتا ہے اور اے سی لہر کو روکتا ہے جسے اس نے دوسرا کیسیسیٹر کے ذریعہ مزید فلٹر کیا۔ فلٹرنگ کے یہ متعدد مراحل پورے فلٹر پر ایک کم کم لہر ہموار ڈی سی آؤٹ پٹ تیار کرنے میں مدد کرتے ہیں۔

آریف درخواستوں

میں ڈیزائن کرنا آسان ہے ایک کنٹرولڈ آریف ماحول میں ، جہاں اعلی تعدد ٹرانسمیشن کی ضرورت ہوتی ہے ، مثال کے طور پر گیگا ہرٹز بینڈ میں ، پی سی بی میں محض پی سی بی کے نشانات کا استعمال کرتے ہوئے ہائی فریکوئینسی پائی فلٹرز آسان اور لچکدار ہیں۔ اعلی تعدد پِل فلٹر سیلیکن پر مبنی فلٹرز کے مقابلے میں زیادہ سے زیادہ مدافعتیں بھی فراہم کرتے ہیں ۔ مثال کے طور پر ، ایک سلیکن چپ صلاحیت کے مقابلہ میں وولٹیج کی ایک حد رکھتی ہے ، جبکہ غیر فعال اجزاء کا استعمال کرتے ہوئے بنائے گئے پائی فلٹرز میں اضافے اور سخت صنعتی ماحول کے معاملے میں زیادہ سے زیادہ استثنیٰ حاصل ہوتا ہے۔

پائی فلٹر کے نقصانات

اعلی واٹج انڈکٹور ویلیوز

آریف ڈیزائن کے علاوہ ، ایک پی ای فلٹر کے ذریعے ہائی کرنٹ ڈرا مناسب نہیں ہے کیونکہ انڈکٹیکٹر کے ذریعہ موجودہ کو بہنا پڑتا ہے۔ اگر یہ بوجھ موجودہ نسبتا high زیادہ ہے تو پھر انڈکٹکٹر کا واٹج بھی اس کو بڑھاوا اور مہنگا بنا دیتا ہے۔ نیز ، انڈکٹکٹر کے ذریعہ اعلی موجودہ انڈکٹیکٹر کے ذریعے بجلی کی کھپت کو بڑھاتا ہے جس کے نتیجے میں ناقص کارکردگی کا نتیجہ ہوتا ہے۔

اعلی قدر والے ان پٹ کیپسیسیٹر

، پِل فلٹر کا ایک اور بڑا مسئلہ بڑی ان پٹ کیپسیٹینس ویلیو ہے۔ پِل فلٹرز کو پورے ان پٹ میں اعلی اہلیت کی ضرورت ہوتی ہے جو خلا میں محدود ایپلی کیشنز میں ایک چیلنج بن گیا۔ نیز ، اعلی قدر والے کپیسیٹرز ڈیزائن کی قیمت میں اضافہ کرتے ہیں۔

خراب وولٹیج ریگولیشن

پائ فلٹرز مناسب نہیں ہیں جہاں بوجھ موجودہیں مستحکم اور مستقل طور پر تبدیل نہیں ہوتی ہیں۔ پائی فلٹرز خراب وولٹیج ریگولیشن مہیا کرتے ہیں جب موجودہ بوجھ بہت بڑھ جاتا ہے۔ اس طرح کی درخواست میں ایل سیکشن والے فلٹرز کی سفارش کی جاتی ہے۔

پائی فلٹرز کا اطلاق

پاور کنورٹرز

جیسا کہ پہلے ہی زیر بحث آیا ، AC فلٹر کو دبانے کیلئے پائ فلٹرز ایک بہترین DC فلٹر ہیں۔ اس طرز عمل کی وجہ سے ، پاور فلٹر الیکٹرانک ڈیزائن جیسے AC-DC کنورٹر ، فریکوئینسی کنورٹر ، وغیرہ میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں ، تاہم ، پاور الیکٹرانکس میں پائی فلٹرز کو لو پاس فلٹر کے بطور استعمال کیا جاتا ہے اور ہم نے پہلے ہی سے ایک فلٹر پاور سپلائی سرکٹ ڈیزائن کیا ہے ، ہمارے 12V 1A SMPS ڈیزائن جیسا کہ ذیل میں دکھایا گیا ہے۔

عام طور پر ، پِی فلٹرز براہ راست پُل ریکٹفایر کے ساتھ جڑے ہوتے ہیں اور پِی فلٹرز کی آؤٹ پٹ کو ہائی وولٹیج ڈی سی کہا جاتا ہے۔ آؤٹ پٹ ڈی سی ہائی وولٹیج کو مزید کام کے ل driver پاور سپلائی ڈرائیور سرکٹری کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔

اس تعمیر کا ، برج ریکٹیفائر ڈایڈڈ سے لے کر ڈرائیور تک ، پائی فلٹر کے کام کرنے کے ساتھ مختلف عمل ہے ۔ سب سے پہلے ، یہ پائی فلٹر بجلی کی فراہمی کے آخری آؤٹ پٹ سے کم پیداوار لہر کے نتیجے میں مجموعی طور پر ڈرائیور سرکٹ کے لہروں سے پاک آپریشن کے لئے ہموار ڈی سی مہیا کرتا ہے ، اور دوسرا ہائی لائن سوئچنگ فریکوینسی سے مین لائنوں کو الگ کرنے کے لئے ہے ۔ ڈرائیور سرکٹ

ایک مناسب طریقے سے تعمیر لائن فلٹر کامن موڈ فلٹریشن (ایک فلٹر جو شور سگنل کو مسترد کرتا ہے گویا ایک آزاد سنگل موصل) اور تفریق موڈ فلٹریشن (دو سوئچنگ فریکوینسی شور ، خاص طور پر اعلی تعدد شور کو اہم لائن میں شامل کیا جاسکتا ہے) کو فراہم کرتا ہے۔ بجلی کی فراہمی میں جہاں پائ فلٹر ایک اہم جز ہے۔ اگر پاور الیکٹرانکس ایپلی کیشن میں استعمال ہوتا ہے تو ایک پائ فلٹر کو پاور لائن فلٹر بھی کہا جاتا ہے ۔

آریف درخواست

آریف درخواست میں ، پائی فلٹرز مختلف کارروائیوں اور مختلف ترتیب میں استعمال ہوتے ہیں۔ مثال کے طور پر ، RF ایپلی کیشنز میں ، میچنگ رکاوٹ ایک بہت بڑا عنصر ہے اور PF فلٹرز کا استعمال آر ایف اینٹینا کے آر پار اور RF یمپلیفائر سے پہلے مائبادا سے ملنے کے لئے کیا جاتا ہے ۔ تاہم ، زیادہ سے زیادہ معاملات میں جہاں بہت زیادہ تعدد ، جیسے گیگا ہرٹز بینڈ میں استعمال ہوتا ہے ، پائ فلٹرز سگنل ٹرانسمیشن لائن میں استعمال ہوتے ہیں اور صرف پی سی بی کے نشانات کا استعمال کرتے ہوئے ڈیزائن کیا جاتا ہے۔

مذکورہ بالا شبیہہ پی سی بی ٹریس پر مبنی فلٹرز دکھا رہی ہے جہاں ٹریس بہت زیادہ تعدد ایپلی کیشنز میں انڈکٹکشن اور کپیسیٹنس پیدا کرتا ہے۔ ٹرانسمیشن لائن کے علاوہ ، پائی فلٹرز بھی آریف مواصلاتی آلات میں استعمال کیے جاتے ہیں ، جہاں ماڈلن اور ڈیموڈولیشن ہوتا ہے۔ پائی فلٹرز وصول کنندہ کی طرف موصول ہونے کے بعد سگنل کو مسمار کرنے کے لئے ایک ہدف کردہ تعدد کے لئے تیار کیے گئے ہیں۔ تیز رفتار پائی فلٹرز کو استعمال کرنے یا ٹرانسمیشن کے مراحل میں ھدف شدہ اعلی تعدد کو نظرانداز کرنے کے لئے بھی استعمال کیا جاتا ہے۔

PI-Filter Design Tips

کسی مناسب پی فلٹر کو ڈیزائن کرنے کے لئے ، مصیبت سے پاک آپریشن کے ل PC پی سی بی کے مناسب ڈیزائن کی حکمت عملی کی تلافی کرنا ضروری ہے ، یہ اشارے ذیل میں درج ہیں۔

پاور الیکٹرانکس میں

• پائ فلٹر لے آؤٹ میں موٹی نشانات کی ضرورت ہے۔
• بجلی کے سپلائی یونٹ سے پائی فلٹر کو الگ کرنا ضروری ہے۔
• ان پٹ کیپسیٹر ، انڈکٹر اور آؤٹ پٹ کیپسیٹر کے درمیان فاصلہ بند کرنے کی ضرورت ہے۔
• آؤٹ پٹ کیسیسیٹر کے گراؤنڈ ہوائی جہاز کو مناسب گراؤنڈ ہوائی جہاز کے ذریعے ڈرائیور سرکٹ سے براہ راست جوڑنے کی ضرورت ہے۔
• اگر ڈیزائن شور والی لائنوں پر مشتمل ہو (جیسے کہ ڈرائیور کے ل high ہائی وولٹیج سینس لائن) جسے ہائی وولٹیج ڈی سی کے پار جوڑنا ضروری ہے تو ، اس کو پائی فلٹرز کے حتمی آؤٹ پٹ کیپسیٹر سے پہلے ٹریس کو جوڑنے کی ضرورت ہے۔ اس سے ڈرائیور سرکٹری میں شور استثنیٰ اور ناپسندیدہ شور انجکشن میں بہتری آتی ہے۔

آریف سرکٹ میں

• اجزاء کا انتخاب آر ایف کی درخواست کے لئے ایک اہم معیار ہے۔ اجزاء کی رواداری ایک اہم کردار ادا کرتی ہے۔
• پی سی بی ٹریس میں تھوڑا سا اضافہ سرکٹ میں شامل ہونے کا سبب بن سکتا ہے۔ پی سی بی کے سراغ لگانے پر غور کرکے انڈکٹیکٹر کے انتخاب کے ل Proper مناسب دیکھ بھال کی جانی چاہئے۔ آوارہ شامل کرنے کو کم کرنے کے لئے مناسب ہتھکنڈوں کا استعمال کرتے ہوئے ڈیزائن بنانا چاہئے۔
• آوارہ اہلیت کو کم سے کم کرنے کی ضرورت ہے۔
• بند جگہ کا تقاضا کرنا ضروری ہے۔
• آفاقی کیبل آریف درخواست میں ان پٹ اور آؤٹ پٹ کے لئے موزوں ہے۔