 |
| ماهو المرشح أو الفلتر ؟ |
هو عبارة عن دائرة كهربائية تتحكم في إشارة الخرج طبقا لإشارة الدخل؛وهذا مايطلق عليه انتقاء الإشارة أو إنتقاء ترددات الإشارة.
أنواع المرشحات أو الفلاتر
تنقسم المرشحات أو الفلاتر من حيث البنية إلى نوعين مرشحات أو فلاتر فعالة Active Filters وهى نستخدم عناصر أخرى مثل Op-Amp في بناء الفلتر و يحتاج إلى جهد مصدر خارجي ليعمل الفلتر.
ومرشحات أو فلاتر غير فعالة Passive Filters وتستخدم مقاومة وملف ومكثف(R,L,C)في بناء الفلتر ولا يحتاج إلى جهد مصدر خارجي ليعمل الفلتر.
الفلاتر والمرشحات غير الفعالة Passive Filters
لفهم الفلاتر أو المرشحات غير الفعالة لابد من تذكر التالى:
علاقة المكثف مع التردد
المكثف لا يسمح بمرور الترددات المنخفضة وتتعامل هذه الترددات مع المكثف كأنه سلك مقطوع Open circuit ولن تمرر التيار إلى الطرف الأخر ؛بيمنا يسمح المكثف بمرور الترددات المرتفعة.
علافة الملف مع التردد
يسمح الملف بمرور الترددات المنخفضة ولا يسمح بمرور الترددات المرتفعة.
علاقة المقاومة مع التردد
تسمح المقاومة بمرور الترددات المنخفضة والمرتفعة.
أنواع المرشحات أو الفلاتر غير الفعالة
 |
| أنواع المرشحات أو الفلاتر غير الفعالة |
تنقسم المرشحات أو الفلاتر غير الفعالة من حيث الوظيفة إلى أربع أنواع كالتالي:
إذا قمنا بعمل دائرة مقاومة ومكثف؛في حالة مرور الترددات المنخفضة سوف يمر التردد عبر المقاومة ولكن المكثف لن يسمح بمرور هذا التردد عبره وبالتالي سوف يمر التيار المنخفض إلى الخارج؛أما التردد المرتفع سوف يمر عبر المقاومة إلى المكثف الذي يسمح بمرور التيار المرتفع إلى الأرضي.
مما سبق نستنتج أن الدائرة السابقة هلى عبارة عن مرشح ( Filter) يمرر الترددات المنخفضة ويمنع مرور الترددات المرتفعة وهذا مايطلق عليه مرشح تمرير الترددات المنخفضة Low Pass Filter.
مرشح تمرير الترددات المنخفضة Low Pass Filter والاستجابة الترددية
- مرشح تمرير ترددات منخفضة Low Pass Filter
- مرشح تمرير ترددات مرتفعة High Pass Filter
- مرشح تمرير نطاق ترددات معينة Band Pass Filter
- مرشح منع نطاق ترددات معينة Band Stop Filter
مرشح تمرير الترددات المنخفضة Low Pass Filter
 |
| مرشح تمرير الترددات المنخفضة Low Pass Filter |
إذا قمنا بعمل دائرة مقاومة ومكثف؛في حالة مرور الترددات المنخفضة سوف يمر التردد عبر المقاومة ولكن المكثف لن يسمح بمرور هذا التردد عبره وبالتالي سوف يمر التيار المنخفض إلى الخارج؛أما التردد المرتفع سوف يمر عبر المقاومة إلى المكثف الذي يسمح بمرور التيار المرتفع إلى الأرضي.
مما سبق نستنتج أن الدائرة السابقة هلى عبارة عن مرشح ( Filter) يمرر الترددات المنخفضة ويمنع مرور الترددات المرتفعة وهذا مايطلق عليه مرشح تمرير الترددات المنخفضة Low Pass Filter.
مرشح تمرير الترددات المنخفضة Low Pass Filter والاستجابة الترددية
 |
| مرشح تمرير الترددات المنخفضة Low Pass Filter والاستجابة الترددية |
يسمح هذا الفلتر بمرور الترددات المنخفضة وتكون الاستجابة الترددية تساوي صفر ديسيبل (0dB)؛ولكن عند تردد معين سوف تبدأ الإشارة في النقصان إلى أن تضمحل؛ويكون هناك تردد معين قبله الفلتر سمح بمروره بسلام وبعده لا ويطلق عليه نقطة fc وهو عبارة عن النطاق الترددي عندما تنقص الإشارة إلى 3dB-؛والنقطة من الصفر إلى النقطة fc هي ال Bandwidth ؛ولكن كيف يتم حساب قيمة Corner Frequency من خلال المعادلة التالية:
 |
| معادلة حساب قيمة Corner Frequency |
ونلاحظ أن مرشح أو فلتر تمرير الترددات المنخفضة يسمح بمرور الترددات المنخفضة ولكن بتأخير زمني وزاوية طور مختلفة؛في البداية التأخير الزمني سوف يكون قليل جدا ثم يبدأ التأخير الزمني في الزيادة بزيادة التردد إلى أن يصل إلى 45 درجة وهي حوالي 1/8 الزمن الدوري.
الاستجابة الترددية عند زيادة درجة الفلتر
 |
| الاستجابة الترددية عند زيادة درجة الفلتر |
فلتر من الدرجة الثانية LPF
هو عبارة عن فلتر له قيمة fc معينة قمنا بنسخه مرة أخرى وتوصيلهما معا؛يطلق عليه فلتر من الدرجة الثانية لانه يستخدم مكثفين وإذا قمنا بإضافة فلتر أخر أصبح فلتر من الدرجة الثالثة وهكذا.
وكلما زادت عدد مراحل أو درجة الفلاتر كلما اضمحلت أسرع الإشارة التى تأتي بعد Cut off؛وبالتالي يمكن لك زيادة حدة الفلترة بزيادة المراحل من الفلتر نفسه؛ونلاحظ أن الفلتر الثاني تكون نقطة fc له بها Shift ناحية اليسار ويمكن حسابة من خلال المعادلة التالية:
 |
| معادلة حساب الاستجابة الترددية عند زيادة درجة الفلتر |
مرشح تمرير الترددات المرتفعة High Pass Filter
 |
| مرشح تمرير الترددات المرتفعة High Pass Filter |
إذا قمنا بعمل نفس دائرة مرشح تمرير الترددات المنخفضة ولكن عكسنا مكان المكثف والمقاومة؛نجد أن في حالة التردد المنخفض لن يمر عبر المكثف ولن يكون هناك تردد خرج وأيضا لن يصل التردد عبر المقاومة؛بينما في حالة التردد المرتفع سوف يسمح المكثف بمروره ليصل إلى الخرج.
ومما سبق نستنتج أن الدائرة السابقة هلى عبارة عن مرشح ( Filter) يمرر الترددات المرتفعة ويمنع مرور الترددات المنخفضة وهذا مايطلق عليه مرشح تمرير الترددات المرتفعة High Pass Filter.
مرشح تمرير ترددات مرتفعة High Pass Filter والاستجابة الترددية
 |
| مرشح تمرير ترددات مرتفعة High Pass Filter والاستجابة الترددية |
وهذا المرشح عكس المرشح السابق حيث أننا عكسنا مكان المكثف والمقاومة فأصبحت الاستجابة الترددية منخفضة ثم تبدأ في الزيادة.
مرشح تمرير نطاق ترددات معينة Band Pass Filter
 |
| مرشح تمرير نطاق ترددات معينة Band Pass Filter |
يعمل على تمرير نطاق معين من الترددات بين Fc1 و Fc2 ويعتبر اساسا من الدرجة الثانية حيث أنه يتكون من فلترين ويحتوي على مكثفين؛ويكون أحد الفلترين يمرر الترددات المنخفضة والاخر يمرر الترددات المرتفعة والمنطقة بينهما تمثل ال Bandwidth.
مرشح منع نطاق ترددات معينة Band Stop Filter أو Notch Filter
 |
| مرشح منع نطاق ترددات معينة Band Stop Filter أو Notch Filter |
عيوب المرشحات غير الفاعلة
دائما يكون الخرج أقل من الدخل في قيمة الجهد وبالتالي ليس هناك عمليات تكبير يمكن الحصول عليها.
يمكن أن يتأثر الخرج بقيم عناصرالدوائر المجاورة والتي تقلل من دقة تصميم الفلتر.
دورة الالكترونيات العملية:الفلاتر و المرشحات غير الفعالة (Passive Filters)