Filtrul trece totul

Un filtru all-pass este un filtru care permite trecerea tuturor frecvențelor în același mod, dar schimbă relațiile de fază dintre diferitele frecvențe. Este folosit pentru a regla faza unei funcții de transfer fără a modifica răspunsul în frecvență al modulului de semnal ^[1] . Acest lucru se întâmplă prin variația lungimii liniei de întârziere ( întârziere de propagare) în funcție de o frecvență. În general, filtrul este descris cu frecvența la care defazajul este de 90 °.

În mod normal, semnalul căruia i se aplică un filtru de trecere completă este utilizat pentru:

compensați o schimbare de fază nedorită datorită sistemului în care trece semnalul
să fie amestecat cu o versiune nemodificată a semnalului pentru a implementa un filtru pe pieptene de tip notch (vezi și phaser ).

Un filtru all-pass poate fi utilizat și pentru:

convertiți un filtru cu fază mixtă într-un filtru cu fază minimă cu un modul echivalent
convertiți un filtru instabil într-unul stabil cu un modul echivalent.

Implementare analogică

Diagrama unui filtru trece printr-un amplificator operațional

Circuitul cu amplificatorul op care urmează implementează un filtru de trecere cu un singur pol și unul zero. La frecvențe înalte, condensatorul este scurtcircuitat, creând un tampon de câștig de unitate. La frecvențe joase condensatorul este un circuit deschis și circuitul devine un amplificator inversor cu câștig de unitate. Cand $\omega CR=1$ ${\ displaystyle \ omega CR = 1}$ ${\ displaystyle \ omega CR = 1}$ circuitul introduce o schimbare de fază de 90 ° (rețeaua RC de trecere joasă creează o schimbare de fază de 45 °).

Rezistorul R este adesea înlocuit cu un FET pentru a implementa un schimbător de fază controlat de tensiune pe poarta FET . În muzica electronică, un fazer este alcătuit din secțiuni de schimbare de fază 4/6 conectate în cascadă și adăugate la semnalul original. Un oscilator LFO cu rampă controlează tensiunea pentru a produce sunetul caracteristic al unui fazer .

Implementare digitală

Transformarea z a unui filtru all-pass este după cum urmează:

H_{ap}(z)={\frac {z^{-1}-{\overline {z_{0}}}}{1-z_{0}z^{-1}}}\

{\ displaystyle H_ {ap} (z) = {\ frac {z ^ {- 1} - {\ overline {z_ {0}}}} {1-z_ {0} z ^ {- 1}}} \}

{\ displaystyle H_ {ap} (z) = {\ frac {z ^ {- 1} - {\ overline {z_ {0}}}} {1-z_ {0} z ^ {- 1}}} \}

Funcția de transfer $H_{ap}(z)$ ${\ displaystyle H_ {ap} (z)}$ ${\ displaystyle H_ {ap} (z)}$ astfel definit corespunde prezenței unui pol în $z_{0}$ ${\ displaystyle z_ {0}}$ $z_0$ și un zero în $({\overline {z_{0}}})^{-1}$ ${\ displaystyle ({\ overline {z_ {0}}}) ^ {- 1}}$ ${\ displaystyle ({\ overline {z_ {0}}}) ^ {- 1}}$ .

Filtrul poate fi în cascadă cu un filtru de fază instabil pentru a crea un filtru de fază stabil sau minim, fără a schimba modulul de semnal. Printr-o alegere atentă a $z_{0}$ ${\ displaystyle z_ {0}}$ $z_0$ , un zero sau un pol care se află în afara cercului unității poate fi șters și reflectat în cercul unității.

Oscilatoare APF

Prin plasarea a 2 filtre în cascadă, se obține 180 ° de schimbare de fază la rezonanță și o etapă CAG inversă suplimentară prin refazarea semnalului va oferi un oscilator sinusoidal discret controlat de un potențiometru stereo și un comutator pentru condensatori

Ideea originală este atribuită lui Roger Rosens ^[2] și o versiune replicabilă a generatorului este ^[3]

Opamps-urile de precizie Rosens combinate cu un regulator termistor oferă o distorsiune de 5ppm în timp ce sistemul controlat optic echipat cu TL 071-72-74-81-82-84 ieftin se oprește la 20ppm

Notch la APF

Ca mai sus, 2 filtre plasate în cascadă creează o schimbare de fază de 180 ° și prin adăugarea acestui semnal la intrare vom putea obține o crestătură foarte profundă (minim 90 dB), astfel încât să obținem un distometru bun

1701A of Sound Technology a folosit această topologie în filtrul de notch ^[4]

Notă

^ Richard R. Spencer și Mohammed S. Ghausi, Introducere în proiectarea circuitelor electronice, 2003, Prentice Hall, ISBN 0-13-042346-7
^ "Phase -Shifting Oscilator", februarie 1982 Wireless World [1]
^ "Oscilator cu distanțe reduse audio" [2]
^ [3]

Elemente conexe

[PrenticeHall-1] Richard R. Spencer și Mohammed S. Ghausi, Introducere în proiectarea circuitelor electronice, 2003, Prentice Hall, ISBN 0-13-042346-7

[2] "Phase -Shifting Oscilator", februarie 1982 Wireless World [1]

[3] "Oscilator cu distanțe reduse audio" [2]

[4] [3]

[1]

[2]

[3]

[4]