مفاهیم الکترونیک

 فیلتر میان نگذر که به عنوان فیلتر ناچ نیز شناخته می‌شود، فرکانس‌هایی را که بین دو نقطه فرکانس قطع آن قرار دارند را مسدود می‌کند و همه فرکانس‌ها را از دو طرف این محدوده عبور می‌دهدبا ترکیب یک فیلتر پایه پایین‌گذر RC با یک فیلتر بالاگذر RC ، می‌توانیم یک فیلتر میان‌گذر ساده ایجاد کنیم.

فیلتر حالت متغیر نوعی از مدار فیلتر چند فیدبکه است که می‌تواند با استفاده از طراحی ساده یک فیلتر اکتیو، به صورت همزمان هر سه پاسخ فیلتر اعم از پایین‌گذر، بالاگذر و میان‌گذر را تولید کند.فیلترهای حالت متغیر از سه (یا بیشتر) مدار تقویت‌کننده عملیاتی کسکود شده (عنصر اکتیو) استفاده می‌کنند.

فیلترهای مرتبه دوم (دوقطبی) از دو بخش فیلتر RC تشکیل شده‌اند تا یک شیب منفی 40 دسی‌بل بر دهه در قسمت شیب‌دار ایجاد کنند.چون آپ‌امپ به عنوان تقویت‌کننده منبع ولتاژ کنترل شده با ولتاژ استفاده می‌شود، فیلترهای مرتبه دوم به عنوان فیلترهای VCVS نیز نامیده می‌شوند. این فیلترها نوع مهم دیگری از طراحی فیلتر اکتیو هستند.

تعدادی از «توابع تقریبی» در طراحی فیلتر آنالوگ خطی وجود دارد که از یک رویکرد ریاضی برای بهترین تقریب تابع انتقال مورد نیاز برای طراحی فیلترها استفاده می‌کنند. برخی از چنین طرح‌هایی با نام‌های بیضوی، باترورث، چبیشف، بسل، کاور و غیره شناخته می‌شوند در مقالات فیلترهای قبلی، فیلترهای درجه اول پایین‌گذر و بالاگذر ساده را بررسی کردیم

ویژگی اصلی یک فیلتر میان گذر یا هر فیلتر مشابه آن، توانایی آن در عبور فرکانس‌های نسبتا تضعیف‌نشده از یک باند مشخص یا گستره‌ای از فرکانس‌ها به نام «باند عبور» است.برای فیلتر پایین‌گذر، این باند عبور از صفر هرتز یا DC شروع می‌شود و تا نقطه فرکانس قطع مشخص یعنی 3 دسی‌بل پایین‌تر از حداکثر گین باند عبور ادامه می‌یابد.

 فیلتر بالاگذر اکتیو را می‌توان با ترکیب یک شبکه فیلتر پسیو RC با یک تقویت‌کننده عملیاتی برای تولید یک فیلتر بالا‌گذر تقویت‌کننده ایجاد کرد.عملکرد اصلی یک فیلتر بالاگذر اکتیو (HPF) مانند مدار فیلتر بالا‌گذر پسیو RC معادل آن است، با این تفاوت که این بار مدار دارای یک تقویت‌کننده عملیاتی است یا در طراحی آن گنجانده شده‌است.

با ترکیب یک فیلتر پایین گذر RC و یک تقویت‌کننده عملیاتی می‌‌توانیم یک فیلتر پایین‌گذر اکتیو همراه با تقویت‌کنندگی بسازیم.در مقاله‌های مربوط به فیلتر پسیو RC، دیدیم که مدارهای پایه فیلتر پایین‌گذر RC همچون فیلتر پایین‌گذر و فیلتر بالاگذر را می‌توان با اتصال یک مقاومت به صورت سری با یک خازن بدون قطبش و یک منبع سیگنال سینوسی ورودی به صورت موازی با خازن ایجاد کرد.

فیلتر‌های میان گذر پسیو را می‌توان با اتصال یک فیلتر پایین گذر با یک فیلتر بالاگذر ایجاد کرد.از فیلترهای میان‌گذر می‌توان برای ایزوله کردن یا فیلتر کردن یک محدوده یا باند فرکانسی مشخص استفاده کرد.

فیلتر بالاگذر در حقیقت ۱۸۰ درجه با فیلتر پایین گذر متفاوت است زیرا جای دو المان به کار رفته در فیلتر پایین گذر عوض می‌شود.در فیلتر پایین گذر، سیگنال‌ها با فرکانس کمتر از فرکانس قطع fC اجازه عبور داشتند، اما مدار فیلتر بالاگذر پسیو همانطور که از نامش پیداست، اجازه عبور سیگنال‌ها با فرکانس بالاتر از فرکانس قطع fC خود را می‌دهد.

فیلتر پایین گذر مداری است که می‌توان برای اصلاح، تغییر شکل یا بلاک کردن تمامی فرکانس‌های بالای ناخواسته یک سیگنال الکتریکی به کار برد و تنها فرکانس‌های موردنظر طراح مدار اجازه عبور دارند.به عبارت دیگر این فیلترها سیگنال‌های ناخواسته را حذف می‌کنند و یک فیلتر ایده‌آل می‌تواند سیگنال‌های ورودی سینوسی را بر اساس فرکانس‌های تک‌تک سینوسی‌ها جدا کرده.

راکتانس خازنی، امپدانس مختلط خازن است که مقدارش با توجه به فرکانس اعمالی تغییر می‌کند.درمقالات شبکه RC خواهیم دید که یک ولتاژ DC بر خازن اعمال شده و خازن از این منبع به عنوان جریان شارژ‌کننده خود استفاده میکند تا ولتاژش به مقدار ولتاژ اعمالی برسد. به همین صورت، زمانی که مقدار ولتاژ منبع کم شود، شارژ موجود در خازن کم شده و خازن دشارژ می‌شود.

گیت‌های منطقی یونیورسال (Universal) یا جامع می‌توانند برای تولید هر نوع گیت منطقی یا عملگر بولی مورد استفاده قرار گیرندهمان‌طور که در گذشته دیدیم، برخی گیت های منطقی وجود دارند که می‌توانند به یکدیگر متصل شوند و عملکردهای سوییچینگ متفاوت را به وجود بیاورند. ۳ گیت منطقی پایه AND ، OR و NOT می‌باشند و به وسیله این ۳ گیت می‌توان هر نوع منطق بولی را پیاده‌سازی نمود بنابراین به این ۳ گیت گیت های منطقی یونیورسال اطلاق می‌شود.

مقاومت‌های pull-up (پول آپ)  و pull-down برای بایاس درست ورودی های گیت های دیجیتال به کار می‌روند. همچنین استفاده از این مقاومت‌ها باعث می‌شود تا ورودی، هنگامی که تغییراتی در سیگنال کنترل رخ نمی‌دهد دچار نوسان نشود .گیت‌های منطقی دیجیتال می‌توانند به مدارات خارجی نیز اتصال یابند اما ابتدا باید اطمینان حاصل کنیم که ورودی و خروجی عملکرد درستی دارند و شرایط سوییچینگ درست را فراهم می‌کنند.

گیت های منطقی دیجیتال به ۳ نوع اصلی تقسیم می‌شوند :AND، OR وNOT.در گذشته مشاهده کردیم که هر گیت یک گیت مخالف یا مکمل داردبه عنوان مثال NAND مخالف گیت AND است یا NOR مخالف گیت OR هر کدام از این گیت ها را می‌توان به یکدیگر متصل کرد تا مدارات منطقی ترکیبی و پیچیده‌تری به دست بیاید.

بافرهای دیجیتال و بافرهای سه‌حالته، می‌توانند تقویت جریان را در یک مدار دیجیتال، برای پیش‌رانی بارهای خروجی، فراهم کنند.در یکی از مقاله‌های قبل، نگاهی به گیت Not دیجیتال، که معمولا وارون‌ساز نامیده می‌شود؛ داشتیم و دیدیم؛ که حالت خروجی گیت‌های NOT، مکمل، مخالف یا معکوس سیگنال ورودی آن است.

تابع گیت XNOR یا Exclusive-NOR (NOR حذفی)، یک گیت منطقی دیجیتال است؛ که معکوس یا مکمل شکل تابع گیت XOR (OR حذفی)، می‌باشد.اساسا گیت XNOR، ترکیبی از گیت XOR و گیت NOT می‌باشد؛ اما دارای یک جدول درستی مشابه به گیت NOR استاندارد است...