Фильтр нулевого сопротивления плюсы и минусы
Автомобиль рождает во многих водителях неуёмное стремление к экспериментам и модернизациям. Каждый автолюбитель начинает себя мнить как минимум Кулибиным способным изменить динамические и ходовые характеристики транспортного средства.
Зачастую стремление увеличить мощность и динамику автомобиля любыми способами приводят к совершенно противоположному результату. Машина начинает в буквальном смысле «тупить» и значительно ухудшаются прочие показатели.
В любом деле и особенно в таком деликатном, как модернизация отдельных систем автомобиля необходимо соблюдать баланс. Не нужно слепо следовать вредным рекомендациям выполняя работы на свой страх и риск.
Существуют вполне надёжные способы увеличения скоростных и динамических характеристик транспортного средства путём замены штатных элементов. Отдельного внимания заслуживает использование фильтра нулевого сопротивления. Сегодня можно выделить плюсы и минусы фильтра нулевого сопротивления.
Что собой представляет фильтр нулевого сопротивления?
Стандартный воздушный автомобильный фильтр обеспечивает поступление к двигателю очищенного воздуха для образования топливно-воздушной смеси. Он задерживает частицы пыли и прочие вещества содержащихся в окружающем воздухе.
В силу высокой плотности фильтрующего элемента поступающий воздух испытывает существенное сопротивление и за счёт этого он попадает в мотор ограниченным объёмом. Всё это сказывается отрицательным образом на мощности силового агрегата.
Для того чтобы снизить до минимума сопротивление воздуха во время работы двигателя используют фильтры нулевого сопротивления. Его конструкция обеспечивает беспрепятственное поступление воздуха в мотор транспортного средства с необходимым уровнем очистки.
Первоначально фильтры нулевого сопротивления использовались на гоночных автомобилях. Замена штатного фильтрующего элемента давала возможность увеличения мощности двигателя до 5 лошадиных сил.
Для производства фильтра нулевого сопротивления используют хлопковую лёгкую ткань. Материал обрабатывается специальным химическим раствором. Именно он позволяет воздушным массам свободно проникать в двигатель.
Правила ухода за воздушным фильтром нулевого сопротивления
Как и традиционный воздушный фильтр нулевик требует внимательного ухода и бережного отношения. Запас прочности изделия намного больше чем традиционного фильтрующего элемента.
Выделяют следующие правила ухода за фильтром нулевого сопротивления:
- Демонтаж фильтра выполняется осторожно и бережно для предотвращения повреждения;
- Очистку пыли необходимо выполнять используя мягкую щётку;
- После удаления загрязнений обработать фильтр специальной пропиткой;
- Сушить фильтр нужно только естественным способом без нагревательных приборов;
- На поверхности фильтра не должно быть белых пробелов в ином случае обработка пропиткой повторяется.
В принципе ничего сложно нет самое главное не запускать очистку и регулярно выполнять обслуживание.
Если не соблюдать правила, может очень быстро потребоваться его замена.
Фильтр нулевого сопротивления плюсы и минусы
До настоящего времени однозначного мнения насчёт использования фильтра нулевого сопротивления нет. Очень часто на автомобильных форумах разгораются ожесточённые споры на эту тему.
Применение фильтрующего элемента этого типа дало возможность выделить следующие плюсы и минусы:
Плюсы фильтра нулевого сопротивления:
- увеличение мощности мотора;
- уменьшение шумности двигателя;
- возможность самостоятельного изготовления;
Минусы фильтра нулевого сопротивления:
- требует постоянного обслуживания;
- невысокий запас прочности;
- высокая стоимость;
- низкое качество очистки воздуха.
Заключение
Однозначного мнения по использованию фильтра нулевого сопротивления не существует даже среди специалистов. Многие из них считают, что его целесообразно использовать только на гоночных автомобилях, где каждая лошадиная сила мотора на счету.
Спасибо за внимание, удачи вам на дорогах. Читайте, комментируйте и задавайте вопросы. Подписывайтесь на свежие и интересные статьи сайта.
Плюсы и минусы фильтра нулевого сопротивления. Установка фильтра нулевого сопротивления
Фильтр нулевого сопротивления является деталью, которая вносит дополнение в двигатель авто при осуществлении тюнинга. Данные элементы вполне доступны потребителю и легко устанавливаются в мотор. Они имеют различные варианты исполнения, а также прилично смотрятся. Изучая все плюсы и минусы фильтра нулевого сопротивления, можно определиться с потребностью монтажа его на мотор автомобиля.
Если вы желаете прибавить несколько «лошадей», то знайте, что почти каждый процесс доработки и тюнинга двигателя не проходит бесследно. А в общем плане совокупности процессов это является заметным увеличением мощностных показателей. Любой тюнинг двигателя не обходится без доработок системы подачи воздуха, от которой зависит КПД мотора. Фильтр нулевого сопротивления, отзывы о котором в основном имеют положительный характер, ввиду своей отличной способности пропускать воздух влияет на образование топливо-воздушной смеси.
Назначение
Попросту говоря, главной функцией какого-либо воздушного фильтра является очистка воздуха от различных нежелательных примесей. Данный элемент должен защищать поршневую группу и цилиндры от возможного попадания в них пыли и влаги.
При этом, имея хорошую защиту, двигатель автомобиля теряет свою мощность. Из-за плотного бумажного фильтрующего материала поток потребляемого воздуха сталкивается с серьезным сопротивлением и хуже проходит через фильтр. Поэтому при высоком сопротивлении теряется и мощность силового агрегата. А в тот момент, когда он засоряется, факт потери мощностных показателей особенно заметен. Нулевой фильтр имеет определенную конструкцию, которая способствует качественной очистке воздуха, но в то же время и существенно уменьшает сопротивление воздушного потока при впуске, что, в свою очередь, способствует увеличению мощности. Как правило, установка фильтра нулевого сопротивления происходит на всех спортивных и гоночных автомобилях, дабы добавить их моторам несколько дополнительных лошадиных сил.
Учитывая то, что данный элемент оснащения двигателя можно легко приобрести в магазинах автозапчастей, многие автомобилисты устанавливают на моторы своих машин нулевые фильтры.
Поддержание его в пригодном состоянии
Как и любой иной элемент, данный фильтр нуждается в очистке. Для этого его необходимо демонтировать и при помощи специальной щеточки осторожно вычистить все поверхности элемента. Далее нужно нанести специальное очищающее средство на поверхность фильтра и десять минут выдержать, пока оно не впитается полностью. После этого фильтрующий элемент следует вымыть и ополоснуть под проточной водой.
Осуществлять сушку детали не рекомендуется при помощи различных нагревательных приборов и устройств, так как возможно деформирование элемента. После просушки монтируем фильтр нулевого сопротивления на карбюратор.
При эксплуатации автомобиля в нормальных климатических условиях промывку рекомендуется делать каждые десять тысяч пробега авто.
При использовании транспорта в менее благоприятных условиях очистку проводят каждые пять тысяч. Осуществив промывку около двадцати раз, элемент следует заменить новым, так как рабочий ресурс полностью исчерпывается.
Плюсы фильтра нулевого сопротивления
Увеличение количества подачи воздуха, проходящего через него, обеспечивает силовую установку большим количеством кислорода, необходимого для нормального сжигания топливной смеси, что в итоге повышает мощность.
Необходимо отметить тот фактор, что, установив фильтр нулевого сопротивления на ВАЗ, ожидать приличной прибавки мощности не следует. На двигателях с малым литражом увеличение мощностных показателей практически незаметно, если, конечно, не рассматривать диагностические показатели в цифровом эквиваленте на специальных стендах. А, к примеру, на агрегатах объемом 3 и более литров фактор увеличения динамических показателей достаточно заметен, именно на таких двигателях раскрываются все положительные качества и преимущества такого элемента очистки воздуха.
Вторым положительным качеством фильтра можно назвать изменение звука работы двигателя, доносящегося из-под капота. Из-за конструктивных особенностей нулевика прослушивается звук, характерный для спортивных авто.
Изменяется и внешний вид двигателя. Некоторые автомобилисты устанавливают такой элемент именно из-за эстетичного вида и агрессивного звука.
Недостатки
Минусы фильтра нулевого сопротивления имеют незначительный характер, но все же они существуют. Во-первых, это необходимость постоянного ухода за состоянием фильтрующего элемента. Вторым негативным фактором можно назвать некачественную очистку воздуха от примесей. Зачастую это может случиться, если элемент недорогой и менее качественный, нежели дорогие аналоги.
Плюсы и минусы фильтра нулевого сопротивления на ВАЗе
Одним из простых способов тюнинга автомобилей ВАЗовских моделей является установка на двигатель нулевого фильтра. При этом цена вопроса не очень велика, а установку можно осуществить самостоятельно.
Смонтировать на мотор фильтр нулевого сопротивления ВАЗ-2110 можно следующим образом. Для начала следует отсоединить резиновый трубопровод от датчика расхода воздуха. Это можно сделать, используя обычную отвертку. Далее нужно демонтировать крепление датчика с корпуса стандартного воздушного фильтра и убрать сам элемент. Затем надо отсоединить отрицательные провода от головки блока цилиндров. К корпусу двигателя прикручиваем кронштейн крепления. Закрепляем болты крепления датчика воздуха к крепежному кронштейну фильтра. Устанавливаем на деталь датчик, и напоследок подсоединяем разъем воздушного датчика. Как смотрится в моторном отсеке фильтр нулевого сопротивления?
Фото указывают на то, что данное приспособление отлично вписывается в общий внешний вид силового агрегата и придает ему некий агрессивный характер.
Фильтр K&N
Изделия данного производителя прочно обосновались на автомобильном рынке и имеют огромное количество своих почитателей.
Фильтр нулевого сопротивления K&N был разработан в Калифорнии одноименной компанией для способствования увеличения мощностных значений.
По своим характеристикам изделия данного производителя во многом опережают свои аналоги конкурентных фирм. Как утверждают разработчики, его установка на двигатель увеличит показатели мощности на целых четыре «лошадки». Элемент можно использовать длительное время, а при эксплуатации авто в обычных городских условиях его очистку можно выполнять лишь по истечении 80 тыс. км пробега авто.
Воздушный фильтр нулевого сопротивления K&N изготавливается из чистейшего хлопка.
Основные части элемента состоят из нескольких хлопчатобумажных слоев, которые расположены между двумя алюминиевыми пластинами. Для повышения производительности фильтра его пропитывают специальным маслом, а его конструктивные особенности обеспечивают долговечную и надежную работу на любом двигателе.
Все изделия данного производителя имеют гарантийный срок службы, который, по утверждению инженеров компании, составляет один миллион миль.
Виды
Различают два вида нулевых фильтров, которые отличаются между собой геометрической формой и способом установки.
Первые – это конусообразные. Такой вид фильтра очень эффективный, так как располагается под капотом без дополнительного защитного чехла. Также его преимущества увеличиваются с применением к нему гладких патрубков с минимальным количеством изгибов, в отличие от гофрированных. Вторые – элементы, устанавливаемые в штатное посадочное место.
Установка
Как правильно смонтировать фильтр нулевого сопротивления? Отзывы автомобилистов говорят, что для этого желательно подобрать самое «холодное» место под капотом автомобиля. Это нужно для того, чтобы поступаемый воздух был по возможности холодным.
Нежелательно размещать фильтр рядом с радиатором и коллектором выхлопных газов, из-за этого коэффициент полезного действия значительно снижается.
Для ограждения элемента от возможного попадания на него моторного масла рекомендуется установить на него защитный кожух.
Что в итоге?
Рассмотрев плюсы и минусы фильтра нулевого сопротивления, владелец автомобиля будет принимать решение о монтаже этого элемента.
Если все же вы решились оснастить двигатель своего «железного» друга фильтром данной конструкции, то осуществлять подбор и установку нулевика следует с правильным подходом к этой процедуре, дабы не повредить состояние силового агрегата. Профессиональные гоночные автомобили оснащаются таким изделием в стандартном порядке, потому как на их мощных моторах действие его очень заметно. При движении авто на большой скорости поток воздуха создает завихрение во впускном тракте, практически превращаясь в небольшой ураган. За счет этого фактора в системе создается момент вакуума, с которым отлично справляется нулевой фильтр, выпрямляя поток воздуха.
При этом вероятность попадания пыли в цилиндры двигателя очень велика. Для гоночных автомобилей это несущественно, так как почти после каждых соревнований их двигатели подвергаются ремонту и замене поршневой группы.
Заключение
Плюсы и минусы фильтра нулевого сопротивления зависят от качества выполнения и применяемых материалов при изготовлении таковых, от типа самого изделия и двигателя автомобиля.
Поэтому окончательное решение по установке зависит только от вас.
или фильтр из стекловолокна? Что лучше для вашего дома?
Стоит ли использовать эти тонкие зеленые фильтры для дополнительной пары долларов, которые вы можете сэкономить, или лучше использовать гофрированные воздушные фильтры?
В индустрии почти всего есть поговорка: «Вы получаете то, за что платите». В индустрии воздушных фильтров это справедливо как никогда. Двумя наиболее распространенными типами воздушных фильтров являются воздушные фильтры из стекловолокна и гофрированные воздушные фильтры, и они не могут быть более разными, чем домашние воздушные фильтры.
В чем разница между гофрированными и стекловолоконными воздушными фильтрами?
Fiberglass Filter
- Свободно раня/Пористый
- FLAT
- Очень дешево
- обеспечивает меньшую сопротивление для загрязняющих веществ
. аккордеон для увеличения площади поверхности
Итак, какой из этих вариантов лучше подходит для вашего дома? Что ж, учитывая, что мы только что сказали «вы получаете то, за что платите», вы, вероятно, можете догадаться, что гофрированные воздушные фильтры лучше.
Вы были бы правы. Раньше у более дешевого стекловолокна были некоторые преимущества, но на самом деле их больше нет. Читайте дальше, чтобы узнать больше.
Какой фильтр лучше пропускает воздух, стекловолоконный или складчатый?
Эффективный воздушный фильтр сочетает эффективность фильтрации с воздушным потоком, создавая продукт, который эффективно удаляет частицы из воздуха, но не создает ненужной нагрузки на двигатель вашего HVAC, блокируя прохождение воздуха. Создание такого фильтра было сложной задачей, потому что, вообще говоря, чем эффективнее фильтр при фактической фильтрации, тем хуже его воздушный поток.
Фильтры из стекловолокна находятся на дальнем конце этого спектра, обеспечивая почти максимальный поток воздуха при почти нулевой эффективности фильтрации. Есть причина, по которой в отрасли их обычно называют «камнеуловителями». На самом деле они не фильтруют ничего, кроме самых крупных частиц.
Это не значит, что воздушный поток и эффективность прямо пропорциональны, особенно в 2019 году.
Видите ли, воздушный фильтр из стекловолокна не сильно изменился за эти годы. Тем не менее, гофрированный воздушный фильтр и система HVAC, и их инновации разрушили целостность спектра эффективности / воздушного потока и сделали воздушные фильтры из стекловолокна практически устаревшими.
Гофрированные воздушные фильтры раньше были причиной многих поломок ОВКВ, потому что двигателю системы приходилось работать больше, чем он мог выдержать, чтобы пропустить необходимый воздух через плотно намотанный фильтр. Это было много лет назад, когда гофрированные фильтры были сделаны из хлопка, а двигатели HVAC не представляли собой ничего особенного. Многое изменилось.
Гофрированные воздушные фильтры теперь изготавливаются из синтетических материалов с более мелкими отдельными волокнами, которые намотаны таким образом, чтобы максимизировать поток воздуха и эффективность фильтрации.
Однако самым важным фактором были инновации в самих системах HVAC.
Замена фреона Puron, наряду с некоторыми общими улучшениями в конструкции HVAC, снизила требования к системе HVAC и сделала уменьшенный воздушный поток от использования гофрированного фильтра достаточным для бесперебойной работы системы.
Хладагент охлаждает ваш дом, поглощая тепло из воздуха, тем самым охлаждая его. Пурон делает это с меньшими затратами энергии, потому что он более плотный. Более плотные газы поглощают энергию с меньшими усилиями, что приводит к более быстрому охлаждению вашего дома и меньшей нагрузке на двигатель. Наука!
Таким образом, технически ответ на вопрос — да, фильтры из стекловолокна обеспечивают лучший воздушный поток, но разница в значительной степени несущественна для системы HVAC, ее работоспособности и эффективности. Если учесть все остальное, о чем мы собираемся поговорить, вы увидите через секунду.
Насколько эффективнее складчатые фильтры?
Основная роль воздушного фильтра заключается в удалении загрязняющих веществ из воздуха внутри вашего дома, когда он втягивается в систему HVAC.
Это роль, в которой гофрированный воздушный фильтр преуспевает, а воздушный фильтр из стекловолокна терпит неудачу с большой буквы.
Как указывалось выше, воздушные фильтры из стекловолокна обычно называют «камнеуловителями» из-за их ужасной способности фактически фильтровать мусор. Эти ребята отфильтровывают из вашего воздуха менее 25% частиц размером от 3 до 10 микрон. Частицы в этом диапазоне включают такие вещи, как пыльца, перхоть и некоторые бактерии. Это основные загрязнители, которые ухудшают качество воздуха в помещении, и три четверти из них не удаляются стекловолокном. Для справки, гофрированный фильтр класса MERV 8 отфильтровывает не менее 75% частиц размером от 3 до 10 микрон. Это даже не близко.
Гофрированные фильтры, особенно фильтры с более высоким рейтингом MERV, эффективны даже против мельчайших частиц. Фильтр MERV 13 Health Shield от Second Nature улавливает не менее 50% частиц диаметром от 0,3 до 1 микрона. Это включает в себя крошечные мелочи, такие как перхоть домашних животных и частицы дыма.
Фильтры из стекловолокна настолько эффективны с такими маленькими частицами, что их процент практически близок к нулю.
Какие фильтры из стекловолокна или складчатые фильтры более безопасны для моей системы?
Здесь можно найти самые большие заблуждения относительно воздушных фильтров. История выглядит примерно так:
Гофрированные фильтры вредны для вашей системы, потому что они блокируют слишком много воздуха, заставляя двигатель HVAC работать с большей нагрузкой, чтобы втянуть необходимый воздух и быстрее сжечь его.
В то время как преимущества воздушного потока, которыми когда-то обладал фильтр из стекловолокна, в основном вышли из моды, есть еще один элемент работоспособности системы, который не так часто обсуждается, и здесь стекловолокно снова уступает гофрированным фильтрам.
Когда частицы проходят через воздушный фильтр из стекловолокна и попадают в систему, происходит одно из двух.
Приличное количество этих загрязняющих веществ возвращается через систему обратно в ваш дом, чтобы вы их вдыхали. Остальные могут прикрепляться к змеевикам хладагента. Это очень плохо.
Когда ваша многотысячная система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха покрывается мусором, змеевики испарителя не могут поглощать достаточно тепла, а температура хладагента намного ниже безопасной. Во-первых, это резко снижает эффективность и увеличивает счета за электроэнергию, потому что система должна работать намного усерднее, чтобы на самом деле кондиционировать ваш воздух. Во-вторых, водяной пар замерзает на змеевиках, что может привести к катастрофическим поломкам. Когда люди говорят о том, что их кондиционер «замерзает», это то, что происходит.
Гофрированные фильтры и их эффективная фильтрация помогают решить эту проблему, сводя к минимуму количество загрязняющих веществ, которые могут попасть на змеевики испарителя, в то время как мусорные фильтры, пропускающие практически все, оставляют вас восприимчивыми к ним.
Воздушные фильтры из стекловолокна дешевле?
Сами фильтры дешевле, но стоимость их использования ненамного дешевле, а поломка ОВК из-за того, что стекловолоконный фильтр вертит пальцами при прохождении крупных частиц насквозь, точно не дешевле.
Большинство фильтров из стекловолокна стоят около одного или двух долларов. Гофрированные фильтры стоят больше 12 долларов, что, согласно базовому вычитанию, больше двух. Первое предостережение здесь заключается в том, что стекловолокно рассчитано только на один месяц, в то время как гофрированные фильтры обычно рассчитаны на срок службы в три раза дольше. Так что, хотя они все еще дешевле, они не настолько дешевле, как вы могли бы подумать при прямом сравнении.
Это, конечно, исключает возможность поломки ОВиК из-за скопления нагара на блоке. Ремонт HVAC стоит дорого, а замена HVAC безумно дорогая. Сокращение срока службы системы HVAC в результате использования такого бесполезного фильтра в конечном итоге обойдется вам намного дороже, чем дополнительные шесть долларов каждые три месяца на покупку гофрированного фильтра.
Почему мой технический специалист рекомендует использовать стекловолокно вместо гофрированных воздушных фильтров?
Несмотря на все это, многие специалисты по ОВиК по-прежнему рекомендуют фильтры из стекловолокна из соображений лучшей циркуляции воздуха. Почему это?
Ответ очень прост. Домовладельцы не забывают менять воздушный фильтр. Это эпидемия в индустрии HVAC, и самый простой способ для технического специалиста решить эту проблему — порекомендовать воздушный фильтр, который не улавливает достаточно загрязняющих веществ, чтобы создать блокировку в вашей системе, когда он никогда не менялся.
В ситуациях, когда современные гофрированные воздушные фильтры вызывают повреждение современных систем HVAC, это обычно происходит из-за того, что фильтр не заменялся. Загрязняющие вещества будут накапливаться на фильтре, и если его оставить слишком долго, он в конечном итоге создаст достаточную блокировку, чтобы перегрузить систему.
Этой проблемы легко избежать. Вам просто нужно регулярно менять воздушный фильтр.
Но как вы можете не забывать вовремя менять воздушный фильтр, когда в вашем списке дел так много других дел? Как???
Оказывается, вы находитесь на веб-сайте прямо сейчас, где вы можете подписаться на услугу подписки, которая автоматически доставляет фильтры по вашему расписанию. И они складчатые!
—
В современную эпоху фильтрации воздуха гофрированные фильтры превосходят свои аналоги из стекловолокна практически во всех категориях. Они намного эффективнее, они безопаснее для вашего воздуха и вашего блока HVAC, и они не намного дороже. Выбор очевиден, гофрированные воздушные фильтры — это то, что вам нужно для дома.
Измерение активных и пассивных фильтров
Обычным назначением фильтров в электронных схемах является подавление нежелательных частей спектра или, по крайней мере, уменьшение их амплитуд до приемлемых уровней без ослабления желаемой частоты или диапазона частот.
В некоторых ситуациях для выполнения этой функции необходимы активные фильтры, и часто они менее дороги, чем альтернативные решения, включающие неуклюжие старые катушки индуктивности. По назначению электронные фильтры классифицируются в зависимости от конкретной части (частей) спектра, которую они пропускают или отбрасывают. Слова очевидны: фильтр верхних частот, фильтр нижних частот, полосовой, режекторный (включая подавление полосы и режекцию) и всепропускающий.
Электронные фильтры могут быть пассивными или активными, дискретными (дискретное время) или непрерывными, линейными или нелинейными, и они также могут быть охарактеризованы как бесконечная импульсная характеристика (БИХ) и конечная импульсная характеристика (КИХ). Большинство аналоговых электронных фильтров относятся к типу IIR, тогда как цифровые фильтры могут относиться к любой из этих категорий. БИХ-фильтры имеют импульсную характеристику, которая никогда не равна нулю. КИХ-фильтр, напротив, фактически уменьшается до нуля через определенный интервал времени.
Теоретически, аналоговые фильтры с конденсаторами и/или катушками индуктивности никогда полностью не обесточиваются, и по этой причине можно сказать, что они имеют память, в то время как цифровой фильтр с отводной линией задержки обычно стремится к нулю, поскольку исходный импульс достигает конца линии задержки с отводом и прекращает свое существование. Понятие памяти неприменимо.
Пассивные фильтры строятся с использованием только пассивных компонентов – резисторов, конденсаторов и катушек индуктивности. Это, как правило, дает им хорошие характеристики на высоких частотах и, по сравнению с активными фильтрами, более высокую устойчивость к напряжению и току, а также уменьшенный выходной шум. В пассивном фильтре нижних частот конденсаторы располагаются параллельно входу и выходу, а катушка индуктивности (если есть) подключается последовательно.
В фильтре верхних частот конденсатор(ы) подключен(ы) последовательно с входом и выходом, а катушка индуктивности (если есть) расположена параллельно.
Активные фильтры имеют некоторые определенные преимущества по сравнению с пассивными версиями, включая способность обеспечивать усиление сигнала, более высокое входное и более низкое выходное сопротивление, отсутствие необходимости в буферных усилителях и меньшую зависимость от катушек индуктивности, которые увеличивают стоимость.
Большинство электронных фильтров являются линейными. В аналоговой электронике это означает, что изменяющийся во времени входной сигнал будет давать выходной сигнал, который также изменяется во времени и зависит от одного или нескольких факторов, но не связан экспоненциально. Важнейшим аспектом является частотная характеристика, представленная передаточной функцией, Н (ω).
Активность фильтра в частотной области определяется математически как его передаточная функция. Это отношение преобразований Лапласа выходного и входного сигналов.
Передаточная функция фильтра по напряжению имеет вид H = V OUT / V IN , где V обозначает напряжение сигнала.
При рассмотрении входного и выходного напряжения эта передаточная функция определяет поведение фильтра, особенно когда вход (и, следовательно, выход) представляет собой синусоидальную волну. Амплитуда передаточной функции как функция частоты может быть отображена на осциллографе или анализаторе спектра в частотной области. Дисплей отображает усиление на каждой частоте, так что можно определить амплитудную характеристику или, как это известно в звуковых приложениях, частотную характеристику.
Активный фильтр определяется использованием в нем одного или нескольких активных компонентов, таких как операционный усилитель. Добавление усилителя, обычно с отрицательной обратной связью, существенно меняет поведение фильтра, повышая его стабильность и устраняя дорогостоящие катушки индуктивности. Кроме того, активный фильтр, имеющий высокое входное и низкое выходное сопротивления, обеспечивает более эффективное взаимодействие с предыдущим и последующим каскадами.
Еще одним преимуществом активного фильтра является возможность изменения некоторых параметров с помощью недорогих переменных сопротивлений. Q (добротность) и настроенная частота может быть легко отрегулирована. В электрических системах, примером которых является активный фильтр, Q представляет эффект электрического сопротивления, поэтому его можно легко отрегулировать. Более высокое значение Q проявляется в виде более резкого пика, который в анализаторе спектра или осциллографе в режиме БПФ выглядит как более узкий пик. Здесь меньше полоса пропускания, что в фильтре на нормальных частотах является хорошим качеством. Недостатком, однако, является то, что активные фильтры с ограниченной полосой пропускания испытывают трудности в высокочастотной среде. Кроме того, усилительные каскады имеют ограниченную мощность.
Передаточные функции в активных фильтрах такие же, как и в пассивных: фильтр верхних частот, фильтр нижних частот, полосовой и режекторный.
Основные типы активных фильтров:
• Фильтры Саллена-Ки и фильтры с регулируемым напряжением (VCVS), включающие усилители с единичным коэффициентом усиления с практически бесконечным входным сопротивлением и нулевым выходным сопротивлением. Разновидностью VCVS является активный фильтр Саллена-Ки, в котором используется чистый буфер с усилением, равным единице (0 дБ). Оба этих фильтра обычно используют операционные усилители.
• Фильтры переменной состояния и биквадратичные фильтры, состоящие из одного или нескольких интеграторов в конфигурации с обратной связью.
• Режекторные фильтры Wien Notch.
• Несколько фильтров обратной связи с передаточной функцией, имеющей два дополнительных полюса.
• Фильтры Flieg с двумя операционными усилителями и превосходной управляемостью по частоте.
• Фильтры Akerberg Mossberg, отличающиеся полным контролем усиления и частоты.
Активные фильтры с операционными усилителями способны воспроизводить пассивные фильтры любого типа, не обремененные катушками индуктивности, нелинейностью, чувствительностью к магнитным помехам и распределенной емкостью обмотки.
Электронная настраиваемость является ценным преимуществом.
Другим подтипом активного фильтра является фильтр с коммутируемым конденсатором. Встроены переключатели MOSFET, представляющие собой перестраиваемый по частоте резистор. Применяется внешняя тактовая частота, что обеспечивает точную настройку в широком диапазоне. Есть, правда, два недостатка – наличие шумов переключения и меньший динамический диапазон.
Фильтры могут быть описаны с точки зрения качества в частотной или временной области. Обычно мы думаем об усилении применительно к полупроводниковым или ламповым усилителям, но уместно говорить об усилении также и в контексте фильтров, как пассивных, так и активных. В частотной области очевидная вещь, которую нужно искать в фильтре, — это его амплитуда выходного сигнала над амплитудой входного сигнала, т. Е. Коэффициент усиления по отношению к частоте. Часть спектра, на которую фильтр оказывает минимальное влияние, называется полосой пропускания. Для большинства фильтров полоса пропускания определяется как простирающаяся до -3 дБ.
Отображение в частотной области анализатора спектра или осциллографа в режиме БПФ также показывает фазовый сдвиг выходного сигнала фильтра относительно его входного сигнала. (Всечастотный фильтр одинаково пропускает все частоты, но сдвигает фазовое соотношение на разных частотах за счет изменения фазового сдвига в зависимости от частоты.)
Типичная звонкая реакция, которая может возникнуть при пропускании ступенчатого входного сигнала через фильтр нижних частот.Отображение фильтра во временной области может отображать перерегулирование, звон, время нарастания и установления. Некоторые из этих аспектов поведения фильтра могут быть вредными в определенных приложениях. В любом случае полезно просматривать как во временной, так и в частотной области в отдельных каналах вход и выход различных фильтров по мере применения выборки сигналов.
Прицел также может показывать пропускную способность и отсечку фильтра. Для этого мы измеряем амплитуду сигнала, входящего в фильтр и выходящего из него.