दशापरिवर्तित फिल्टर: Difference between revisions

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'''दशापरिवर्तित फिल्टर''' इलेक्ट्रॉनिक परिपथ में एक प्रकार का [[सक्रिय फिल्टर]] है। इनमें एक या अधिक समाकलक होते हैं, जो कुछ प्रतिक्रिया विन्यास में जुड़े होते हैं। यह अनिवार्य रूप से उपयोग किया जाता है जब सटीक [[क्यू कारक|Q कारक]] की आवश्यकता होती है, क्योंकि अन्य बहु क्रम फिल्टर प्रदान करने में असमर्थ हैं।<ref>{{Cite web|title=State Variable Filter - an overview {{!}} ScienceDirect Topics|url=https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/state-variable-filter|access-date=2021-06-06|website=www.sciencedirect.com}}</ref> सबसे आम कार्यान्वयन अपने अभिन्न और इसके दोहरे अभिन्न के साथ इनपुट संकेत को पूरा करता है, एक और एमडीएसी आधारित कार्यान्वयन है।
एक स्टेट वेरिएबल फिल्टर इलेक्ट्रॉनिक सर्किट में एक प्रकार का [[सक्रिय फिल्टर]] है। इसमें एक या एक से अधिक [[ करनेवाला ]]्स होते हैं, जो कुछ फीडबैक कॉन्फ़िगरेशन में जुड़े होते हैं। सटीक [[क्यू कारक]] की आवश्यकता होने पर इसका अनिवार्य रूप से उपयोग किया जाता है, क्योंकि अन्य मल्टी-ऑर्डर फ़िल्टर प्रदान करने में असमर्थ होते हैं।<ref>{{Cite web|title=State Variable Filter - an overview {{!}} ScienceDirect Topics|url=https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/state-variable-filter|access-date=2021-06-06|website=www.sciencedirect.com}}</ref> सबसे आम कार्यान्वयन इनपुट सिग्नल को इसके इंटीग्रल और इसके डबल इंटीग्रल के साथ जोड़ता है, दूसरा एक एमडीएसी आधारित कार्यान्वयन है।


== केर्विन-ह्यूल्समैन-न्यूकॉम्ब (केएचएन) द्विक्वाड फ़िल्टर उदाहरण ==
== केर्विन-ह्यूल्समैन-न्यूकॉम्ब (केएचएन) द्विक्वाड फ़िल्टर उदाहरण ==


नीचे दिया गया उदाहरण एक इनपुट से एक साथ [[कम उत्तीर्ण]], [[ उच्च मार्ग ]] और [[बैंडपास]] आउटपुट उत्पन्न कर सकता है।<ref>{{Cite web|title=राज्य चर फिल्टर|url=https://sound-au.com/articles/state-variable.htm|access-date=2021-06-06|website=sound-au.com}}</ref> यह एक दूसरे क्रम का (biquad फ़िल्टर) फ़िल्टर है। इसकी व्युत्पत्ति एक हाई-पास फिल्टर के ट्रांसफर फ़ंक्शन को पुनर्व्यवस्थित करने से होती है, जो दो द्विघात कार्यों का अनुपात है। पुनर्व्यवस्था से पता चलता है कि एक संकेत दूसरे की एकीकृत प्रतियों का योग है। यही है, पुनर्व्यवस्था से राज्य-चर-फ़िल्टर संरचना का पता चलता है। विभिन्न राज्यों को आउटपुट के रूप में उपयोग करके, विभिन्न प्रकार [[बाईक्वाड फिल्टर]] का उत्पादन किया जा सकता है। अधिक सामान्य स्थिति-चर-फ़िल्टर उदाहरणों में, अधिक इंटीग्रेटर्स (यानी, अधिक राज्यों) के साथ अतिरिक्त फ़िल्टर ऑर्डर संभव हैं।
नीचे दिया गया उदाहरण एक ही इनपुट से एक साथ लोपास, हाईपास और बैंडपास आउटपुट दे सकता है।<ref>{{Cite web|title=राज्य चर फिल्टर|url=https://sound-au.com/articles/state-variable.htm|access-date=2021-06-06|website=sound-au.com}}</ref> यह एक दूसरे क्रम का (बाइकाड) फिल्टर है। इसकी व्युत्पत्ति हाई-पास फिल्टर के स्थानांतरण समारोह को पुनर्व्यवस्थित करने से होती है, जो दो द्विघात कार्यों का अनुपात है। पुनर्व्यवस्था से पता चलता है कि एक संकेत दूसरे संकेत की एकीकृत प्रतियों का योग है। यही है, पुनर्व्यवस्था दशापरिवर्तित फिल्टर संरचना को प्रकट करती है। आउटपुट के रूप में विभिन्न अवस्थाओं का उपयोग करके, विभिन्न प्रकार के फ़िल्टर तैयार किए जा सकते हैं। अधिक सामान्य दशापरिवर्तित फिल्टर उदाहरणों में, अधिक समाकलक (यानी, अधिक राज्य) के साथ अतिरिक्त फ़िल्टर क्रम संभव हैं।


[[Image:State variable filter.svg|center|स्टेट वेरिएबल फिल्टर के लिए योजनाबद्ध]]सिग्नल इनपुट को V चिह्नित किया गया है<sub>in</sub>; एलपी, एचपी और बीपी आउटपुट क्रमशः लोपास, हाईपास और बैंडपास फ़िल्टर्ड सिग्नल देते हैं।<ref>''The Bifet Design Manual'', Texas Instruments, 1980</ref><ref>''Introduction to Operational Amplifier Theory and Applications'', Wiate, Huelsman & Korn, McGraw Hill,1975</ref>
[[Image:State variable filter.svg|center|दशापरिवर्तित फिल्टर के लिए योजनाबद्ध]]संकेतों के इनपुट को V<sub>in</sub> चिह्नित किया गया है; LP, HP और BP आउटपुट क्रमशः लोपास, हाईपास और बैंडपास फ़िल्टर्ड संकेत देते हैं।<ref>''The Bifet Design Manual'', Texas Instruments, 1980</ref><ref>''Introduction to Operational Amplifier Theory and Applications'', Wiate, Huelsman & Korn, McGraw Hill,1975</ref>
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एलपी और एचपी आउटपुट के लिए पास-बैंड गेन द्वारा दिया गया है:
LP और HP आउटपुट के लिए पास-बैंड वृद्धि द्वारा दिया गया है:
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यह देखा जा सकता है कि ऑपरेशन की आवृत्ति और क्यू कारक स्वतंत्र रूप से भिन्न हो सकते हैं। यह और विभिन्न फ़िल्टर प्रतिक्रियाओं के बीच स्विच करने की क्षमता राज्य-परिवर्तनीय फ़िल्टर को एनालॉग [[सिंथेसाइज़र]] में व्यापक रूप से उपयोग करती है।
यह देखा जा सकता है कि संचालन की आवृत्ति और Q कारक स्वतंत्र रूप से भिन्न हो सकते हैं। यह और विभिन्न फिल्टर प्रतिक्रियाओं के बीच स्विच करने की क्षमता, अनुरूप [[सिंथेसाइज़र]] में व्यापक रूप से दशापरिवर्तित फिल्टर को बनाते हैं। 1 किलोहर्ट्ज़ की प्रतिध्वनि आवृत्ति के मान R<sub>f1</sub> = R<sub>f2</sub> = 10k, C<sub>1</sub> = C<sub>2</sub> = 15nF और R<sub>1</sub> = R<sub>2</sub> = 10k हैं।
 
1 kHz की अनुनाद आवृत्ति के मान R हैं<sub>f1</sub> = आर<sub>f2</sub> = 10k, सी<sub>1</sub> = सी<sub>2</sub> = 15nF और R<sub>1</sub> = आर<sub>2</sub> = 10k।


== अनुप्रयोग ==
== अनुप्रयोग ==
[[ ऑडियो संकेत ]] प्रोसेसिंग में आवृत्ति प्रतिक्रिया को संशोधित करने के लिए स्टेट वेरिएबल फिल्टर का अक्सर उपयोग किया जाता है। कम क्यू सेटिंग्स पर वे अक्सर [[पैरामीट्रिक तुल्यकारक]] सर्किट में उपयोग किए जाते हैं, और एनालॉग सिंथेसाइज़र में गुंजयमान फ़िल्टर मॉड्यूल बनाने के लिए उच्च या चर क्यू सेटिंग्स पर। आवृत्ति के मैनुअल नियंत्रण के लिए, उपरोक्त अनुभाग में Rf1 और Rf2 को दोहरे पोटेंशियोमीटर द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है; और वोल्टेज नियंत्रण के लिए, उपकरण U2 और U3 को [[वोल्टेज नियंत्रित एम्पलीफायर]]ों या परिचालन [[transconductance]] एम्पलीफायरों द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है।
दशापरिवर्तित फिल्टर का उपयोग प्रायः [[ ऑडियो संकेत |ऑडियो संकेत]] प्रसंस्करण में आवृत्ति प्रतिक्रिया को संशोधित करने के लिए किया जाता है। न्यून Q विन्यास में वे प्रायः [[पैरामीट्रिक तुल्यकारक|पैरामीट्रिक]] तुल्यकारक परिपथ में और उच्च या परिवर्तनीय विन्यास में अनुरूप संश्लेषन्यूनें प्रतिध्वनि फिल्टर मॉड्यूल बनाने के लिए उपयोग किए जाते हैं। आवृत्ति के मैनुअल नियंत्रण के लिए, उपरोक्त खंड में Rf1 और Rf2 को एक दोहरे प्रभावशाली आयोमीटर द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है; और वोल्टेज नियंत्रण के लिए, उपकरणों U2 और U3 को [[वोल्टेज नियंत्रित एम्पलीफायर|वोल्टेज नियंत्रित]] प्रवर्धन या परिचालन परिवहन प्रवर्धन द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है।


== यह भी देखें ==
== यह भी देखें ==
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* Texas Instruments' [http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/uaf42.pdf UAF42 Universal Active Filter] datasheet
* Texas Instruments' [http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/uaf42.pdf UAF42 Universal Active Filter] datasheet
* Analog Devices [http://www.analog.com/en/design-tools/dt-adisim-design-sim-tool/design-center/dt-adisim-design-sim-tool/Filter_Wizard/resources/fca.html Interactive Design Tools]
* Analog Devices [http://www.analog.com/en/design-tools/dt-adisim-design-sim-tool/design-center/dt-adisim-design-sim-tool/Filter_Wizard/resources/fca.html Interactive Design Tools]
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Latest revision as of 09:24, 6 September 2023

दशापरिवर्तित फिल्टर इलेक्ट्रॉनिक परिपथ में एक प्रकार का सक्रिय फिल्टर है। इनमें एक या अधिक समाकलक होते हैं, जो कुछ प्रतिक्रिया विन्यास में जुड़े होते हैं। यह अनिवार्य रूप से उपयोग किया जाता है जब सटीक Q कारक की आवश्यकता होती है, क्योंकि अन्य बहु क्रम फिल्टर प्रदान करने में असमर्थ हैं।[1] सबसे आम कार्यान्वयन अपने अभिन्न और इसके दोहरे अभिन्न के साथ इनपुट संकेत को पूरा करता है, एक और एमडीएसी आधारित कार्यान्वयन है।

केर्विन-ह्यूल्समैन-न्यूकॉम्ब (केएचएन) द्विक्वाड फ़िल्टर उदाहरण

नीचे दिया गया उदाहरण एक ही इनपुट से एक साथ लोपास, हाईपास और बैंडपास आउटपुट दे सकता है।[2] यह एक दूसरे क्रम का (बाइकाड) फिल्टर है। इसकी व्युत्पत्ति हाई-पास फिल्टर के स्थानांतरण समारोह को पुनर्व्यवस्थित करने से होती है, जो दो द्विघात कार्यों का अनुपात है। पुनर्व्यवस्था से पता चलता है कि एक संकेत दूसरे संकेत की एकीकृत प्रतियों का योग है। यही है, पुनर्व्यवस्था दशापरिवर्तित फिल्टर संरचना को प्रकट करती है। आउटपुट के रूप में विभिन्न अवस्थाओं का उपयोग करके, विभिन्न प्रकार के फ़िल्टर तैयार किए जा सकते हैं। अधिक सामान्य दशापरिवर्तित फिल्टर उदाहरणों में, अधिक समाकलक (यानी, अधिक राज्य) के साथ अतिरिक्त फ़िल्टर क्रम संभव हैं।

दशापरिवर्तित फिल्टर के लिए योजनाबद्ध

संकेतों के इनपुट को Vin चिह्नित किया गया है; LP, HP और BP आउटपुट क्रमशः लोपास, हाईपास और बैंडपास फ़िल्टर्ड संकेत देते हैं।[3][4]

सरलीकरण के लिए, हम निर्धारित करते हैं:

तब:

LP और HP आउटपुट के लिए पास-बैंड वृद्धि द्वारा दिया गया है:

यह देखा जा सकता है कि संचालन की आवृत्ति और Q कारक स्वतंत्र रूप से भिन्न हो सकते हैं। यह और विभिन्न फिल्टर प्रतिक्रियाओं के बीच स्विच करने की क्षमता, अनुरूप सिंथेसाइज़र में व्यापक रूप से दशापरिवर्तित फिल्टर को बनाते हैं। 1 किलोहर्ट्ज़ की प्रतिध्वनि आवृत्ति के मान Rf1 = Rf2 = 10k, C1 = C2 = 15nF और R1 = R2 = 10k हैं।

अनुप्रयोग

दशापरिवर्तित फिल्टर का उपयोग प्रायः ऑडियो संकेत प्रसंस्करण में आवृत्ति प्रतिक्रिया को संशोधित करने के लिए किया जाता है। न्यून Q विन्यास में वे प्रायः पैरामीट्रिक तुल्यकारक परिपथ में और उच्च या परिवर्तनीय विन्यास में अनुरूप संश्लेषन्यूनें प्रतिध्वनि फिल्टर मॉड्यूल बनाने के लिए उपयोग किए जाते हैं। आवृत्ति के मैनुअल नियंत्रण के लिए, उपरोक्त खंड में Rf1 और Rf2 को एक दोहरे प्रभावशाली आयोमीटर द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है; और वोल्टेज नियंत्रण के लिए, उपकरणों U2 और U3 को वोल्टेज नियंत्रित प्रवर्धन या परिचालन परिवहन प्रवर्धन द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है।

यह भी देखें

  • रैखिक फिल्टर
  • बायकाड फिल्टर

संदर्भ

  1. "State Variable Filter - an overview | ScienceDirect Topics". www.sciencedirect.com. Retrieved 2021-06-06.
  2. "राज्य चर फिल्टर". sound-au.com. Retrieved 2021-06-06.
  3. The Bifet Design Manual, Texas Instruments, 1980
  4. Introduction to Operational Amplifier Theory and Applications, Wiate, Huelsman & Korn, McGraw Hill,1975