सक्रिय फ़िल्टर क्या है
इलेक्ट्रॉनिक इंजीनियरिंग और सिग्नल प्रोसेसिंग के क्षेत्र में, सिग्नल प्रोसेसिंग के लिए फिल्टर एक महत्वपूर्ण उपकरण हैं। एक सक्रिय फ़िल्टर एक फ़िल्टर है जो सक्रिय घटकों (जैसे परिचालन एम्पलीफायरों) का उपयोग करता है और इसमें निष्क्रिय फ़िल्टर (जो केवल प्रतिरोधक, कैपेसिटर और इंडक्टर्स का उपयोग करते हैं) की तुलना में अधिक लचीलापन और प्रदर्शन होता है। यह आलेख सक्रिय फ़िल्टर की परिभाषा, कार्य सिद्धांत, वर्गीकरण और अनुप्रयोग परिदृश्यों का विस्तार से परिचय देगा।
1. सक्रिय फ़िल्टर की परिभाषा
एक सक्रिय फ़िल्टर एक फ़िल्टर है जो सक्रिय घटकों (आमतौर पर परिचालन एम्पलीफायरों) और निष्क्रिय घटकों (प्रतिरोधकों, कैपेसिटर) का उपयोग करता है। सक्रिय घटकों की शुरूआत के कारण, सक्रिय फिल्टर लाभ प्रदान कर सकते हैं और सिग्नल क्षीणन को बढ़ाए बिना जटिल फ़िल्टरिंग कार्यों को कार्यान्वित कर सकते हैं। सक्रिय फ़िल्टर आमतौर पर निष्क्रिय फ़िल्टर की तुलना में छोटे आकार, कम लागत और बेहतर प्रदर्शन वाले होते हैं।
2. सक्रिय फिल्टर का कार्य सिद्धांत
सक्रिय फ़िल्टर का मूल एक परिचालन एम्पलीफायर के माध्यम से इनपुट सिग्नल को संसाधित करना है। ऑप amp की उच्च इनपुट प्रतिबाधा और कम आउटपुट प्रतिबाधा विशेषताएँ इसे फ़िल्टर के विभिन्न हिस्सों को प्रभावी ढंग से अलग करने में सक्षम बनाती हैं, जिससे ट्रांसमिशन के दौरान सिग्नल के नुकसान से बचा जा सकता है। सक्रिय फ़िल्टर आम तौर पर वांछित आवृत्ति प्रतिक्रिया प्राप्त करने के लिए फीडबैक नेटवर्क का उपयोग करते हैं, जैसे कम-पास, उच्च-पास, बैंड-पास, या बैंड-अस्वीकार फ़िल्टरिंग।
3. सक्रिय फिल्टर का वर्गीकरण
सक्रिय फ़िल्टर को उनकी आवृत्ति प्रतिक्रिया विशेषताओं के आधार पर निम्नलिखित श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है:
| प्रकार | विवरण |
|---|---|
| लो पास फिल्टर (एलपीएफ) | कम-आवृत्ति संकेतों को गुजरने दें और उच्च-आवृत्ति संकेतों को क्षीण करें। |
| हाई पास फ़िल्टर (एचपीएफ) | उच्च-आवृत्ति संकेतों को गुजरने की अनुमति देता है और कम-आवृत्ति संकेतों को क्षीण करता है। |
| बैंड पास फ़िल्टर (बीपीएफ) | एक निश्चित आवृत्ति बैंड के भीतर संकेतों को गुजरने की अनुमति देता है और अन्य आवृत्तियों पर संकेतों को क्षीण करता है। |
| बैंड-अस्वीकृति फ़िल्टर (बीआरएफ) | एक निश्चित आवृत्ति बैंड के भीतर संकेतों को क्षीण करता है और अन्य आवृत्तियों पर संकेतों को पारित करने की अनुमति देता है। |
4. सक्रिय फ़िल्टर के अनुप्रयोग परिदृश्य
विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों और प्रणालियों में सक्रिय फ़िल्टर का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। निम्नलिखित कुछ विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य हैं:
| अनुप्रयोग क्षेत्र | विशिष्ट अनुप्रयोग |
|---|---|
| ऑडियो प्रोसेसिंग | ऑडियो इक्वलाइज़र, शोर रद्दीकरण और बहुत कुछ के लिए उपयोग किया जाता है। |
| संचार प्रणाली | हस्तक्षेप संकेतों को फ़िल्टर करने के लिए सिग्नल मॉड्यूलेशन और डिमोड्यूलेशन के लिए उपयोग किया जाता है। |
| चिकित्सा उपकरण | इलेक्ट्रोकार्डियोग्राम (ईसीजी) और इलेक्ट्रोएन्सेफलोग्राम (ईईजी) के सिग्नल प्रोसेसिंग के लिए। |
| औद्योगिक नियंत्रण | सेंसर सिग्नल प्रोसेसिंग और शोर दमन के लिए उपयोग किया जाता है। |
5. सक्रिय फिल्टर के फायदे और नुकसान
निष्क्रिय फिल्टर की तुलना में सक्रिय फिल्टर के निम्नलिखित फायदे हैं:
| लाभ | विवरण |
|---|---|
| क्षमता हासिल करें | यह सिग्नल लाभ प्रदान कर सकता है और सिग्नल क्षीणन से बच सकता है। |
| लघुकरण | छोटे आकार, एकीकृत डिजाइन के लिए उपयुक्त। |
| लचीलापन | घटक मापदंडों को समायोजित करके विभिन्न फ़िल्टर विशेषताओं को प्राप्त किया जा सकता है। |
हालाँकि, सक्रिय फ़िल्टर के कुछ नुकसान भी हैं:
| नुकसान | विवरण |
|---|---|
| बिजली की खपत | इसके लिए बाहरी बिजली आपूर्ति की आवश्यकता होती है और यह उच्च बिजली की खपत करता है। |
| आवृत्ति सीमा | परिचालन एम्पलीफायर की बैंडविड्थ द्वारा सीमित, उच्च-आवृत्ति प्रदर्शन खराब है। |
6. सारांश
सक्रिय फिल्टर आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम का एक अनिवार्य घटक हैं। उनका लचीलापन और उच्च प्रदर्शन उन्हें ऑडियो प्रोसेसिंग, संचार, चिकित्सा और औद्योगिक नियंत्रण और अन्य क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग करता है। हालाँकि कुछ सीमाएँ हैं, प्रौद्योगिकी की प्रगति के साथ, सक्रिय फ़िल्टर के प्रदर्शन में और सुधार होगा और एप्लिकेशन रेंज व्यापक होगी।
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