Mạch lọc thông cao với tên tiếng anh là High Pass Filter (viết tắt HPF) là mạch cho phép các tần số cao hơn ngưỡng tần số cắt và làm giảm tất cả các tần số dưới tần số cắt (ƒc). Không giống với các bộ lọc các, bộ lọc thông cao có một tầm quan trọng nhất định. Vậy mạch lọc thông cao là gì? Hãy cùng dientusangtaovn.com tìm hiểu thông tin trong nội dung dưới đây của bài viết.
Tìm hiểu mạch lọc thông cao là gì?
Như chúng tôi đã nói ở trên mạch lọc thông cao với tên tiếng anh là High Pass Filter mà mạch điện cho phép các tần số cao hơn tần số cắt và làm giảm các tần số dưới tần số cắt fc.
Như các bạn cũng đã biết thì bộ lọc thông thấp thì sẽ chặn các tần số thấp hơn tần số cắt đi qua và chỉ cho phép các tần hơn cao hơn đi đến đầu ra, còn đối với bộ lọc thông cao thì ngược lại.
Mạch lọc thông cao rất cần thiết độ với các ứng dụng hàng ngày trong một số lĩnh vực âm thanh như điều chỉnh giai điệu nhạc, lọc giọng nói, ghi âm,… Nó được sử dụng rất rộng rãi trong âm thanh để có thể loại bỏ các tiếng ồn, tiếng rít của gió khi bạn ghi âm thông qua micro trong một môi trường mở. Dưới đây là một số bộ lọc thông cao phổ biến mà bạn có thể tham khảo.
Các loại mạch lọc thông cao phổ biến
Các loại bộ lọc này được phân loại dựa trên cơ sở các thành phần cấu tạo lên mạch để phân loại đó là mạch LC hoặc RC.
Mạch lọc thông cao RC
Thông thường chúng ta có thể thấy thường có 2 sơ đồ được sử dụng trong bộ lọc. Bộ lọc có sử dụng linh kiện điện trở trong mạch kết hợp với nguồn bên ngoài thì thường được gọi là bộ lọc tích cực, hay còn gọi với cái tên khác là mạch lọc thụ động.
Ngoài ra, còn phương pháp khác là sử dụng thiết kế bộ lọc RC, sau đó khuếch đại tín hiệu đầu ra, bộ lọc này không cần phải xây dựng bất kỳ nguồn điện bên ngoài nào.
Dưới đây là sơ đồ nguyên lý bộ lọc thông cao RC và công thức tính tần số cắt Fc:
Sơ đồ mạch được thể hiện như sau. tụ điện được mắc nối tiếp với đầu vào và điện trở được mắc song song với đầu vào. Ngoài ra, tín hiệu đầu ra sẽ được lấy trên điện trở. Tụ điện trong mạch có nhiệm vụ chặn các tín hiệu DC với tần số thấp hơn và được xác định bằng công thức.
Tích điện dung của tụ điện C và điện trở R chính là hằng số thời gian τau:
ƒc = 1 / (2πRC)
Trong đó:
FC sẽ được tính bằng đơn vị Hz
R tính bằng đơn vị Ohm (Ω)
C tính bằng đơn vị Farad (F)
do đó (τ) tính bằng giây.
Mạch lọc thông cao LC
Chúng ta có thể nhận định rằng các công thức tính các thành phần trong bộ lọc thường sẽ giống nhau đối với tất cả các loại bộ lọc. Như vậy chúng ta có thể làm cách nào để có thể nhận được những phản hồi khác nhau cho từng loại bộ lọc khác nhau. Câu trả lời đó chính là chúng ta sẽ dựa vào vị trí của tụ điện trong mạch để xác định.
Trong các trường hợp tụ điện mắc nối tiếp với nguồn thì đó được xác định là bộ lọc thông cao. Ngược lại, trường hợp tụ điện mắc song song với nguồn điện thì đó được xác định là bộ lọc thông thấp.
Dưới đây là sơ đồ nguyên lý của mạch lọc thông cao LC và công thức tính tần số cắt FC:
Tại sao bộ lọc thông cao LC lại tốt hơn bộ lọc RC?
Tại sao mạch lọc thông cao LC lại tốt hơn bộ lọc RC? Câu trả lời khá đơn giản, bạn có thể hiệu mạch LC sẽ cung cấp tổn thất về mặt điện năng đối với mặt lý thuyết là bằng 0 do 2 phần tử không phải là điện trở và không gây ra các tổn thất Ohmic. Do đó các mạch lọc LC thường được sử dụng trong các mạch ở đầu thu, nơi mà chúng ta phải sử dụng các tín hiệu RF rất là nhỏ.
Trên đây chỉ là những bộ lọc thông cao đơn giản ngoài ra còn nhiều bộ lọc bậc cao hơn có thể được xếp từ 2 hoặc nhiều tầng của các bộ lọc lại với nhau. Các tầng này có thể là mạch RC hoặc mạch LC. Thứ tự của các bộ lọc sẽ được tăng lên để chúng ta có thể nhận được một đường cong phản hồi sắc nét gần với bộ lọc lý tưởng nhất.
Ứng dụng của mạch lọc thông cao
Các mạch lọc thông cao được ứng dụng rất nhiều trong thực tế:
- Sử dụng trong các bộ tiền khuếch đại để giảm tránh khuếch đại tiếng ồn.
- Được sử dụng làm mạch vi phân chuyển đổi các dạng sóng xung vuông hoặc đáp ứng thành xung nhọn.
- Sử dụng trong các mạch âm thanh để giảm Hiss do nguồn điện gần đó gây ra.
- Sử dụng trong các mạch ghi âm ngoài trời, các âm thanh như tiếng gió có tần số thấp hơn và không cần thiết do đó sử dụng bộ lọc thông cao sẽ giúp giảm thiểu một số tiếng ồn không cần thiết.
- Ứng dụng trong các kỹ thuật chuyển đổi analog và digital.
- Sử dụng trong các mạch cân bằng âm thanh vào bộ lọc giúp tăng treble.
Trên đây là một số thông tin liên quan tới mạch lọc thông cao và ứng dụng mà bạn có thể tham khảo. Hy vọng, với những thông tin trên có thể giúp ích cho bạn trong quá trình học tập hiệu quả.
