Felüláteresztő szűrő

A felüláteresztő szűrő olyan áramkör, amely egy meghatározott frekvenciánál nagyobb frekvenciájú jelet (kis csillapítással) átereszt, a határfrekvenciánál kisebb frekvenciájú komponenseket pedig elnyomja.

Fontos paraméterek

Szűrő paraméterei

• mely frekvenciára van méretezve, azaz mely frekvencia felett kisebb a csillapítása 3 dB-nél?
• mennyi a csillapítása (dB)
• milyen meredekségű (dB/dekád vagy dB/oktáv a mértékegysége)
• ahol átereszt, mennyire hullámos az amplitudókarakterisztikája (dB -ben)
• néha fontos szerephez juthat a fáziskarakterisztika is, azaz a frekvencia függvényében a bemenő jel fázisszöge hogyan módosúl, amíg a kimenetre ér.

Mellékhatások

• Áteresztési tartományban is kis mértékben csillapítja a jelet (beiktatási csillapítás)
• Véges meredekségű levágás az átmeneti sávban (tervezés szerinti mértékben)
• Hullámos amplitudókarakterisztika az áteresztő tartományban (tervezés szerinti mértékben)
• Fázismenet nem egyenletes az áteresztési sávban (tervezés szerinti mértékben)

Passzív felüláteresztő szűrő típusok

RC tag

Soros kapacitás, kimenete ellenállással a föld felé.

Belátható, hogy a frekvencia növekedtével a soros kapacitás képzetes ellenállása csökken, így nagyobb jel jut a kimenetre. A feszültségosztás kiszámítható az a=R/(R+jX_c) képletből.

A határfrekvencia: [math]f = \frac{1}{2\pi \cdot R \cdot C}[/math]

Matematikai háttérismeret: komplex számábrázolás

RL tag

Ritkábban használatos ebben a formában, soros ellenállás, kimenetre párhuzamos tekercs. Belátható, hogy nagy frekvencián a terhelő tekercs képzetes ellenállása megnő, ezáltal a kimenetre nagyobb feszültség jut.

LC tag

Még meredekebb szűrő esetén alkalmazható a soros kondenzátor kimenet és föld közé kötött tekercs. Egyetlen dologra azonban tekintettel kell lenni: a Thompson-képlet szerinti rezonanciafrekvencián,

[math]f = \frac{1}{2\pi \cdot \sqrt{L \cdot C}}[/math]

a tekercs és a kondenzátor ugyanakkora impedanciával rendelkezik, de 180˚-os fázistolással. Ezáltal egy nagyon erős kiemelést kapunk, a bemenetet pedig ezen a frekvencián nagyon megterhelheti ez a szűrőtípus.

Az LC tagot a rezonanciafrekvencia jelensége miatt felüláteresztő szűrő céljára kevésbé, inkább sáváteresztő szűrő és sávzáró szűrő céljára használjuk.