calculer la fréquence sinusoïdale pour un filtre passe-bas avec uniquement la fréquence de coupure, l’amplitude sinusoïdale d’entrée et l’amplitude sinusoïdale de sortie? [fermé]

Pomme

calculer la fréquence sinusoïdale pour un filtre passe-bas avec uniquement la fréquence de coupure, l’amplitude sinusoïdale d’entrée et l’amplitude sinusoïdale de sortie? [fermé]


J’ai les amplitudes sinwave d’entrée et de sortie ainsi que la fréquence de coupure. Comment puis-je l’utiliser pour calculer la fréquence sinusoïdale (Hz) pour un filtre passe-bas. Je ne suis pas sûr de ce que je dois rechercher pour le calculer.

Bart

@Andy Aka Je pense qu’il veut calculer la fréquence pour laquelle il connaît le rapport d’amplitude d’entrée / sortie, et non la fréquence -3 dB, qu’il connaît déjà. @ Apple Vous avez besoin de la fonction de transfert, qui est définie comme H (s) = 1 / (1 + sT) pour un filtre passe-bas du premier ordre.

Andy aka

@Bart, vous avez peut-être raison.

Oldfart

Vous aurez besoin des fréquences des signaux d’entrée et de sortie aux amplitudes connues. Mais ce n’est pas ainsi que cela fonctionne normalement. Les filtres analogiques progressent par pas de -6 dB / octave par étage. À partir de cela, vous devez déterminer le nombre d’étapes dont vous avez besoin pour répondre ou dépasser vos exigences.

Tony EE rocketscientist

Dave n’est pas comme ça. À partir de n’importe quelle conception de filtre, vous pouvez déterminer n’importe quelle inconnue compte tenu de toutes les autres. DOH. Si vous ne pouvez pas faire une suggestion d’amélioration, ne le faites pas (-1) Si vous ne comprenez pas comment concevoir un filtre ou calculer f à partir de cette compréhension. Ne supprimez pas sans avertissement … à nouveau./

Réponses


 Tony EE rocketscientist

Les filtres LP doivent être définis comme suit

Passez f-3db.

Bande d’arrêt f et atténuation -x dB.


Ceci définit le point d’arrêt et l’ordre du filtre qui est de -6 dB par octave (2xf)

Par exemple, si vous avez un filtre LP de premier ordre avec -6 dB par octave, une atténuation donnée -X dB à un certain f1, et un point d’arrêt fo Alors, quel f1?

Si l’atténuation X est de 20 log fo / f1 alors

F1=dixX/20Fo

. (en utilisant X = +)


 Commanderson

Hypothèses:
il existe de nombreuses façons traditionnelles et fondamentales de procéder, dans lesquelles vous pouvez utiliser diverses équations de filtre et techniques d’échantillonnage pour affiner un résultat qui vous donnerait le fonctionnement à large bande de votre filtre.
Je propose la solution ci-dessous avec l’hypothèse d’un filtre passe-bas relativement idéal et d’une méthode simple calculée à la main étant donné que votre filtre se comporte comme un simple filtre passe-bas. En réalité, vous utiliseriez des hypothèses de filtre beaucoup plus compliquées pour estimer le filtre comme mentionné dans d’autres commentaires.

Contexte

Nous devons essentiellement résoudre la réponse du filtre passe-bas , comme l’a mentionné @Bart.

H(s)=11+(sT)

s est une variable de fréquence de Laplace et T est la constante de temps. Dans cet exemple, il suffit de faire simplement la magnitude de cette équation. Nous pouvons également remplacer s par jw dans ce cas afin de pouvoir examiner la réponse en fréquence spécifique.

|H(jw)|=11+(wT)2

Connus:

UNEjen,UNEo,Fc

Où Ao est l’amplitude de sortie que vous connaissez, Ain est l’amplitude d’entrée que vous connaissez et fc est la fréquence de coupure.

Solution:

On trouve d’abord T en utilisant la fréquence de coupure. Nous savons qu’à la coupure, l’amplitude est de -3 dB. Pour obtenir dB à partir du | H (jw) | nous devons le mettre au carré et prendre le journal, puis multiplier par 10.

dixJournal|H(jw)|2=dixJournal11+(wT)22 

3=dixJournal1dixJournal(1+(wT)2) 

3=dixJournal(1+(wT)2)

0,3=Journal(1+(wT)2)

1+(wT)2=2

T=12πFc

Maintenant que vous avez T , rebranchez-le simplement dans votre équation de magnitude et résolvez pour fc .

|H(jw)|=11+(2πFcT)2

UNEoUNEjen=11+(2πFcT)2

Je ne vais pas passer en revue cette partie avec des variables, car les chiffres réels le rendront beaucoup plus rapide, mais j’espère que vous aurez une bonne idée.


 Andy aka

Prenons l’exemple d’un simple filtre passe-bas 1 kohm et 10 nF. Il a une fréquence de coupure de 15,915 kHz. Il s’agit de la fréquence à laquelle la tension de sortie a chuté à 0,7071 de la tension d’entrée. Si vous avez tracé quelques points: –

  • 100 Hz, Vout / Vin = 0,99998
  • 1000 Hz, Vout / Vin = 0,998

Vous remarquerez qu’il y a à peine un changement entre 100 Hz et 1000 Hz, donc si vous avez un rapport qui est d’environ 1, vous ne pouvez pas espérer localiser la fréquence avec un certain degré de précision. Cependant, à partir de 1 kHz, cela devient plus facile: –

  • 2000 Hz, Vout / Vin = 0,992 et éventuellement discernable à partir de 1000 Hz
  • 5000 Hz, Vout / Vin = 0,954 et cela devrait être facilement localisé à un point assez précis du spectre.

Cependant, connaître le point de coupure ne vous dit rien sur l’ordre du filtre et sa forme. Voici une image d’un filtre de second ordre avec différents rapports d’amortissement et remarquez comment il peut y avoir deux points sur la réponse qui ont la même amplitude de fonction de transfert: –

entrez la description de l'image ici

Donc, si vous avez un léger pic dans la réponse, vous ne pouvez pas dire avec certitude quel est le point sur le spectre en ne connaissant que le rapport de sortie aux niveaux d’entrée. Le problème se complique lors de la prise en compte des formes de filtre d’ordre supérieur: –

entrez la description de l'image ici

Image ci-dessus prise du wiki.

 

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