Faasifilter

Faasifilter on signaalitöötlusfilter, mis edastab kõiki signaali sagedusi võrdse võimendusega, kuid annab kõigile sisendsignaali sagedustele erineva faasinihke. Faasifiltri võimendus on võrdne ühega kõigil sagedustel, mis tähendab, et ühegi edastatavat signaali amplituudi ei suurendata ega vähendata. Neid kasutatakse üldiselt süsteemis tekkivate soovimatute faasinihete kompenseerimiseks. Faasifiltrit kirjeldadakse tavaliselt sagedusega, mille juures faasinihe ületab 90°.

Levinud rakendused

Faasifilter on väga levinud muusikaproduktsioonis, kuna on tähtis komponent erinevates helitöötlussüsteemides. Seda kasutatakse näiteks heli järelkõla tekitamiseks. Nii on võimalik jätta mulje nagu kuulataks muusikat mõnes kindlat tüüpi ruumis, näiteks kontserdisaalis. Faasifiltriga tekitatakse ka erinevaid efekte, näiteks elektrikitarri heli muutmiseks.

Lisaks saab faasifiltriga eemaldada signaalide edastamisel (nt üle telefoniliinide) tekkinud faasinihkeid, et lõpp-punkti jõudnud signaalid omavahel õiges faasis oleksid.

Teostused

Nimekiri pole lõplik, sest erinevaid faasifiltrite teostusi on väga palju.

Lisaks analoogteostustele on võimalik faasifiltrit teostada ka digitaalselt.

Aktiivsed analoogteostused

Antud skeemides on aktiivseks osaks operatsioonivõimendi.

Kasutades madalpääsfiltrit

Operatsioonivõimendil ja madalpääsfiltril põhinev faasifilter

Operatsioonivõimendit, madalpääsfiltrit ja kahte ühesugust takistit kasutades on võimalik vastavalt lisatud skeemile koostada esimese järgu faasifilter. Antud filtri ülekandefunktsioon on:

$H(s)=-{\frac {s-{\frac {1}{RC}}}{s+{\frac {1}{RC}}}}={\frac {1-sRC}{1+sRC}},\,$

H(jω) magnituud ja faas suvalise ringsageduse kohta on:

$|H(j\omega )|=1\quad {\text{ja}}\quad \angle H(j\omega )=-2\arctan(\omega RC)\,$

Madalpääsfiltriga faasifilter käitub järgnevalt:

• Lõikesagedusest madalamatel sagedustel läheneb faasinihe 0°-le
• Lõikesagedusest kõrgematel sagedustel läheneb faasinihe -180°-le
• Lõikesagedusel ω=1/RC (sisendsagedusel f=1/(2πRC)) tekib faasinihe -90°

Kasutades kõrgpääsfiltrit

Operatsioonivõimendil ja kõrgpääsfiltril põhinev faasifilter

Operatsioonivõimendit, kõrgpääsfiltrit ja kahte ühesugust takistit kasutades on võimalik vastavalt lisatud skeemile koostada esimese järgu faasifilter. Antud filtri ülekandefunktsioon on:

${H(s)={\frac {s-{\frac {1}{RC}}}{s+{\frac {1}{RC}}}}\,}$

H(jω) magnituud ja faas suvalise ringsageduse kohta on:

$|H(j\omega )|=1\quad {\text{ja}}\quad \angle H(j\omega )=\pi -2\arctan(\omega RC)\,$

Kõrgpääsfiltriga faasifilter käitub järgnevalt:

• Lõikesagedusest madalamatel sagedustel läheneb faasinihe -180°-le
• Lõikesagedusest kõrgematel sagedustel läheneb faasinihe 0°-le
• Lõikesagedusel ω=1/RC (sisendsagedusel f=1/(2πRC)) tekib faasinihe -90°

Teise järgu faasifilter (Delyiannis)

Delyiannis filter

Delyiannis filtri muudab kasulikuks see, et tegu on teist järku faasifiltriga, aga vajab ainult ühte operatsioonivõimendit.

Passiivsed analoogteostused

Antud filtri disainid on passiivsed, sest need ei sisalda aktiivset komponenti, nagu on operatsioonivõimendid. Operatsioonivõimendi asemel kasutatakse siin induktoreid.

Levinumad passiivsed analoogteostused:

• Võre (Lattice) filter
• T-sektsiooni (T-section) filter
• Sildatud T-sektsiooni (Bridged T-section) filter

Vaata ka

• Madalpääsfilter
• Kõrgpääsfilter
• Ribatõkkefilter
• Ribapääsfilter