Interested Article - Фильтр верхних частот

Фильтр ве́рхних часто́т ( ФВЧ ) — электронный или любой другой фильтр, пропускающий высокие частоты входного сигнала, при этом подавляя частоты сигнала ниже частоты среза . Степень подавления зависит от конкретного типа фильтра.

В отличие от фильтра верхних частот, фильтр нижних частот пропускает частоты сигнала ниже частоты среза , подавляя высокие частоты.

Термины «высокие частоты» и «низкие частоты» в применении к фильтрам относительны и зависят от выбранной структуры и параметров фильтра.

Пример реализации

Пассивный аналоговый фильтр верхних частот первого порядка, реализованный в виде RC-цепочки

Простейший электронный фильтр верхних частот состоит из последовательно соединённых конденсатора и резистора . Конденсатор пропускает лишь переменный ток, его реактивное сопротивление понижается с увеличением частоты.

Произведение сопротивления на ёмкость ( R × C ) является постоянной времени для такого фильтра, которая обратно пропорциональна частоте среза $f_{0}$ (см. рисунок):

f_{0}={1 \over 2\pi RC}

.

Ниже частоты среза (в полосе подавления) амплитудно-частотная характеристика ФВЧ 1-го порядка имеет линейный спад с крутизной 6 дБ на октаву (или 20 дБ на декаду ).

Применения

Подобный фильтр используется для выделения высоких частот из сигнала и часто используется в обработке аудиосигналов, например в . Ещё одно важное применение фильтра верхних частот — устранение лишь постоянной составляющей сигнала (см. (англ.) ( ), для чего частоту среза выбирают достаточно низкой.

Фильтры верхних частот используются в простых бестрансформаторных конденсаторных преобразователях напряжения для понижения напряжения переменного тока. К недостаткам таких преобразователей относится их высокая чувствительность к импульсным помехам в источнике переменного тока, а также зависимость выходного напряжения от импеданса нагрузки .

Фильтры верхних частот используются в обработке изображений для того, чтобы осуществлять преобразования в частотной области (например, для выделения границ ).

Используется также последовательное включение фильтра верхних частот с фильтром нижних частот (ФНЧ). Если при этом частота среза ФВЧ меньше, чем частота среза ФНЧ (то есть имеется диапазон частот, в котором оба фильтра пропускают сигнал), получится полосовой фильтр (используется для выделения из сигнала определённой полосы частот).

См. также

Примечания

Фильтр 1-го порядка имеет в своём составе один реактивный элемент и описывается с помощью передаточной функции 1-го порядка.
. Дата обращения: 13 февраля 2011. 20 января 2011 года.