ما هو المرشح النشط

ما هو المرشح النشط

في مجالات الهندسة الإلكترونية ومعالجة الإشارات، تعد المرشحات أداة مهمة لمعالجة الإشارات. المرشح النشط هو مرشح يستخدم مكونات نشطة (مثل مكبرات الصوت التشغيلية) ويتمتع بمرونة وأداء أعلى من المرشحات السلبية (التي تستخدم المقاومات والمكثفات والمحاثات فقط). ستقدم هذه المقالة بالتفصيل التعريف ومبدأ العمل والتصنيف وسيناريوهات التطبيق للمرشحات النشطة.

1. تعريف الفلتر النشط

المرشح النشط هو مرشح يستخدم المكونات النشطة (عادة مكبرات الصوت التشغيلية) والمكونات السلبية (المقاومات والمكثفات). ونظرًا لإدخال المكونات النشطة، يمكن للمرشحات النشطة توفير مكاسب ويمكنها تنفيذ وظائف ترشيح معقدة دون زيادة توهين الإشارة. تتميز المرشحات النشطة عمومًا بحجم أصغر وتكلفة أقل وأداء أفضل من المرشحات السلبية.

2. مبدأ عمل الفلتر النشط

جوهر المرشح النشط هو معالجة إشارة الدخل من خلال مكبر للصوت التشغيلي. إن مقاومة الإدخال العالية وخصائص مقاومة الإخراج المنخفضة لمضخم التشغيل تمكنه من عزل أجزاء مختلفة من المرشح بشكل فعال، وبالتالي تجنب فقدان الإشارة أثناء الإرسال. تستخدم المرشحات النشطة عادةً شبكة ردود الفعل لتحقيق استجابة التردد المطلوبة، مثل تصفية التمرير المنخفض أو التمرير العالي أو تمرير النطاق أو رفض النطاق.

3. تصنيف المرشحات النشطة

يمكن تقسيم المرشحات النشطة إلى الفئات التالية بناءً على خصائص استجابة التردد الخاصة بها:

4. سيناريوهات تطبيق المرشحات النشطة

تستخدم المرشحات النشطة على نطاق واسع في الأجهزة والأنظمة الإلكترونية المختلفة. فيما يلي بعض سيناريوهات التطبيق النموذجية:

5. مزايا وعيوب المرشحات النشطة

تتمتع المرشحات النشطة بالمزايا التالية مقارنة بالمرشحات السلبية:

ومع ذلك، فإن المرشحات النشطة لها أيضًا بعض العيوب:

6. ملخص

تعد المرشحات النشطة عنصرًا لا غنى عنه في الأنظمة الإلكترونية الحديثة. إن مرونتها وأدائها العالي يجعلها تستخدم على نطاق واسع في معالجة الصوت والاتصالات والتحكم الطبي والصناعي وغيرها من المجالات. على الرغم من وجود بعض القيود، إلا أنه مع تقدم التكنولوجيا، سيتم تحسين أداء المرشحات النشطة بشكل أكبر وسيكون نطاق التطبيق أوسع.