Filtro Notch: 19 fatos que você deve saber

Neste artigo, estudaremos detalhes sobre filtros notch.

Definição de Filtro Notch

Antes de discutir em detalhes sobre o filtro notch, vamos descobrir a definição dele. Um filtro notch pode ser definido como uma parada de banda que tem uma largura de banda de frequência muito estreita. Grande profundidade, fator de alta qualidade e nitidez na rejeição de banda caracterizam um filtro de entalhe. Existem vários tipos de filtros notch que discutiremos mais tarde.

Confira estes dois artigos para mais detalhes -

Equação de filtro de entalhe

Algumas das equações importantes do filtro de entalhe são fornecidas abaixo.

• O corte de HF do LPF: f_L = 1 / (2 * R_LP *C_LP *π)
• O corte LF do HPF: f_H = 1 / (2 * R_HP *C_HP *π)
• O fator de qualidade do filtro de entalhe: Q = fr / Largura de banda

Como funciona um filtro de entalhe?

Trabalho de filtro de entalhe

Um filtro notch tem o mesmo princípio de funcionamento do filtro de rejeição de banda. Ele permite todos os outros componentes de frequência do sinal e bloqueia a largura de banda estreita especificada. Para um projeto passivo, a reatância resistiva, capacitiva e indutiva desempenham o papel de controlar a frequência.

Gráfico de filtro de entalhe | Resposta de fase do filtro notch

A seguir está o gráfico de filtro de entalhe.

Filtro Notch Q

Q de um filtro notch é um parâmetro muito importante. Q ou fator de qualidade de um filtro Notch é dado pela seguinte equação: Center Frequency / Bandwidth. Q é a medida da seletividade do filtro.

A freqüência central é a Freqüência Notch, e é a freqüência central da banda passante.

Aplicações de filtro notch | Uso de filtro notch

Existem várias aplicações de diferentes tipos de filtros notch. Vamos discutir alguns deles.

• Sistemas de comunicação: Os Notch-Filters é uma das peças importantes do equipamento para um sistema de comunicação. Há uma grande probabilidade de que os sinais de mensagem sejam interferidos por ruídos harmônicos na comunicação de longo prazo. Os filtros notch eliminam o ruído.
• Engenharia de Áudio: Um dos componentes básicos da engenharia de áudio é um filtro notch. Eliminando ruídos, os picos são algumas das tarefas executadas por um filtro notch.
• Engenharia médica: Filtros Notch têm sido usados ​​na Engenharia Médica. A leitura do EEG é impossível sem um filtro de entalhe.
• Processamento de sinal digital: Filtros Notch têm aplicações em Processamento de Sinal Digital. Um filtro notch é importante quando há necessidade de misturar o sinal ou condição de eliminação de determinado componente de frequência.
• Processamento de imagem digital: Filtros notch ajudam a eliminar ruídos de imagens digitais.
• Aplicações óticas: Filtros Notch têm aplicações em aplicações ópticas. O bloqueio de um determinado comprimento de onda da luz é feito por filtros ópticos específicos.

Filtro de entalhe EEG

EEG ou eletroencefalograma é um processo muito importante nas ciências médicas. Vários filtros são usados ​​para exibir os dados de saída produzidos pela máquina. Sem os filtros, é quase impossível ler os valores.

Existem três tipos de filtros usados ​​em uma leitura de EEG. São eles – filtro passa-alta, filtro passa-baixa e filtro de entalhe. O filtro passa-alta filtra os componentes de alta frequência, enquanto filtros passa-baixo faça o mesmo para componentes de frequência comuns. Os filtros notch filtram uma determinada faixa de frequência.

Especialmente a frequência fornecida do AC interfere com as leituras de EEG. O filtro Notch remove essa interferência. Para a América do Norte, a frequência de alimentação é 60 Hz, então um filtro notch de 60 Hz é usado. Na Índia e em outros países onde a frequência de alimentação é de 50 Hz, um filtro notch de 50 Hz é usado.

Filtro de entalhe ideal no processamento de imagem

Existem certos tipos de ruídos periódicos nas imagens digitais. Os ruídos são repetitivos e indesejados. Eles criam certos padrões e afetam mal a imagem. Uma das soluções para o problema é um filtro de entalhe ideal.

A princípio, a frequência do ruído é determinada, então o filtro notch produz o ruído repetitivo e a saída com menos ruído é produzida.

Função de transferência de filtro de entalhe

A seguinte expressão dá o função de transferência de um filtro de entalhe -

Aqui, wz se refere à frequência circular zero, enquanto wp se refere à frequência polo-circular. Finalmente, q significa o fator de qualidade do filtro de entalhe.

Como usar um filtro notch?

Quando há necessidade de rejeitar uma certa banda estreita de frequência, um filtro de notch é usado. Um filtro notch é colocado após qualquer fonte da qual o sinal precise ser eliminado. Na maioria dos casos, o filtro é definido como o último componente de qualquer circuito.

Diferença entre filtro de entalhe e filtro de parada de banda

Um filtro notch é um tipo de filtro bandstop. A única diferença entre um filtro de parada de banda e um filtro de notch é que um filtro de notch tem uma largura de banda mais estreita do que um filtro de parada de banda normal.

Filtro Bandpass vs Notch

Existem algumas diferenças entre o filtro passa-banda e o filtro notch. Deixe-nos elaborar sobre eles.

Filtro anti-entalhe

Os filtros notch rejeitam a largura de banda muito estreita dos sinais e permitem outros componentes desse sinal. A mesma tarefa, mas oposta, é executada por filtros de banda. Os filtros passa-banda permitem a passagem de uma determinada banda de frequência e bloqueiam diferentes partes do movimento.

Características do filtro notch

Alguns dos atributos de um filtro notch -

• Largura de banda estreita
• Alto valor Q
• Grande profundidade

Filtro de entalhe alto q

Os filtros de entalhe Twin T podem fornecer uma quantidade muito boa de profundidade, quase infinita. Se um seguidor de tensão LM102 for adicionado à rede, o Q do circuito obtém um crescimento vertiginoso de 0.3 a 50. É assim que um Q alto é alcançado.

Ganho de filtro de entalhe

O ganho de um filtro de entalhe pode ser calculado usando a seguinte equação.

Coeficientes de filtro notch

Os coeficientes do filtro de notch são chamados de coeficientes das funções de transferência.

Aqui, wz se refere à frequência circular zero, enquanto wp se refere à frequência polo-circular. Finalmente, q significa o fator de qualidade do filtro de entalhe.

Função de transferência do filtro de entalhe no domínio s

A expressão a seguir fornece a função de transferência de um filtro notch -

Diferentes tipos de Filtros Notch

Filtro de notch ativo

Um filtro notch ativo é um circuito combinatório de dois circuitos separados. Por exemplo, conectar um filtro passa-baixa e um filtro passa-alta em uma conexão paralela e adicionar um op-amp para fins de amplificação funcionará como um filtro notch ativo.

Filtro de entalhe inverso

O filtro Notch inverso é um tipo especial de filtro Notch que tem uma resposta de impulso infinita. Os filtros de entalhe inverso são muito úteis no processamento de imagens médicas, onde é necessário eliminar os sinais de banda estreita. Filtros de entalhe inversos fazem o trabalho com eficiência.

Filtro de entalhe de cavidade

Filtros Notch são um tipo especial de filtro de cavidade. Os filtros de cavidade permitem uma certa faixa estreita de frequência. Portanto, podemos dizer que o funcionamento é o mesmo que os filtros notch. É por isso que muitas vezes os filtros de cavidade e filtros de entalhe são denominados filtros de entalhe de cavidade.

Filtro de entalhe ajustável | Filtro de entalhe adaptativo

Filtros de entalhe ajustáveis ​​também são filtros de entalhe ajustáveis. Pode-se ajustar a frequência de acordo com a necessidade. Alguns dos filtros notch ajustáveis ​​são muito importantes na engenharia de áudio.

Filtro de entalhe q ajustável

Filtros de entalhe q ajustáveis ​​podem alterar o valor de Q do filtro de entalhe. Portanto, o Q é um parâmetro muito importante do filtro.

O valor Q ajustável é necessário para o departamento de engenharia de áudio.

Filtro de entalhe passa-banda | Filtro passa-banda notch

Filtros Notch são um tipo especial de filtro passa-banda. Os filtros passa-banda permitem a passagem de uma certa banda de frequência. Em filtros passa-banda, teoricamente, qualquer intervalo de rodadas pode ser dado pelo projeto requerido. Mas, em filtros passa-banda, o escopo da banda é tipicamente mais estreito do que o normal.

Filtro de entalhe VST

VST é um plugin de envelope de filtro. Um envelope fornece várias bordas para um filtro. Os filtros notch VST oferecem muitas vantagens, como mixar áudios muito bem, etc.

Filtro FM Notch

Filtros de notch FM ou Frequência Modulada Filtros notch são alguns dos instrumentos importantes para Rádios Definidos por Software. Mesmo esses filtros tornaram populares os Rádios definidos por software. Também ajuda nas comunicações de rádio.

Filtro ajustável fm notch

Filtros de entalhe FM sintonizáveis ​​são tipos especiais de filtros de entalhe que podem ajustar a freqüência central de acordo com a necessidade das aplicações. Não há necessidade de dizer novamente que os filtros FM precisam de filtros sintonizáveis ​​porque várias bandas de frequência precisam ser bloqueadas de um sinal em FM.

Filtro RF Notch

Os filtros RF ou Notch de Radiofrequência são usados ​​para rejeitar apenas uma frequência de uma determinada banda de frequência. Geralmente, os filtros notch RF têm um Q. Os filtros RF básicos são projetados a partir de filtros passa-baixa para alcançar alta eficiência. No entanto, convertê-los em um filtro de entalhe é um processo difícil e requer um alto nível de cuidado e eficiência. 

Filtro de entalhe ajustável RF

Assim como outros filtros notch sintonizáveis, o filtro notch rf sintonizável pode ajustar a banda de frequência conforme a necessidade.

Filtro Notch 60 Hz EEG

EEG ou máquinas eletroencefalográficas têm um filtro de entalhe embutido de 60 Hz. Os filtros passa-alta e passa-baixa são fixados em suas calibrações mais alta e mais baixa.

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IC de filtro Notch 60hz

Existe um filtro IC pronto para minimizar o circuito. Inclui um filtro passa-baixo e um filtro passa-alto, e um amplificador operacional para somar as saídas de ambos os filtros. O IC de filtro notch de 60 Hz mais popular da Texas Instruments é o UAF42.

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Filtro de entalhe de 50 Hz

Um filtro notch de 50 Hz pode rejeitar um sinal de 50 Hz, mantendo a potência do movimento quase intacta. Um filtro notch de 50 Hz é necessário quando a banda de 50 Hz é necessária para ser rejeitada com precisão.

Circuito de filtro de entalhe de 50 Hz

Um circuito de 50 Hz pode ser projetado usando a mesma frequência de um filtro notch de 60 Hz conforme fornecido anteriormente. Alguns valores típicos para a criação de um filtro de 50 Hz são fornecidos abaixo. C = 47 nano-farad, Resistência R1, R2 = 10 quilo-ohm, R3, R4 = 68 quilo-ohm.

filtro de entalhe do capacitor comutado

Um filtro notch de capacitor chaveado é outra topologia avançada. Esta topologia fornece alta precisão, alto valor Q. Essa topologia possui vários aplicativos.

Filtro notch HF

HF Notch-Filter significa High-Frequency Notch-Filters. Filtros notch de 50-60 Hz não podem fornecer um bom valor de profundidade ou um Q alto. Filtros notch de alta frequência (que rejeitam ou permitem um componente de alta frequência) são mais realistas, fornecem uma largura de banda e profundidade desejadas.

Filtro notch 1khz

Um filtro notch de um quilo-hertz tem um princípio básico, o mesmo que os filtros de 50 Hz ou 60 Hz discutidos anteriormente. A única diferença é que um filtro notch de um khz é mais realista e pode ser projetado para aplicações em tempo real. Os filtros de 50-60 Hz são capazes de fornecer profundidade de 40 a 50 dB. Mas, como engenheiro, deve-se focar na profundidade e no valor Q. Assim, o filtro de um khz entra em ação.

Filtro de entalhe no domínio da frequência

Filtros notch lidam com frequência. O princípio principal de um filtro notch é bloquear uma certa banda estreita de frequência. Portanto, podemos dizer que o filtro notch funciona apenas no domínio da frequência.

Filtro de entalhe de 2 metros

Um filtro notch de 2 metros é uma solução para um problema de comunicação muito geral chamado - intermodulação. Mas o filtro sofre uma grande perda durante a operação.

Filtro de entalhe de áudio

Um filtro notch é um instrumento importante para a engenharia de áudio. Geralmente, alguns componentes de frequência indesejados se misturam no áudio original. Para remover ou eliminar tal frequência, um filtro notch de áudio é usado.

Equalizador de filtro de entalhe

Um filtro notch pode ser usado como um equalizador na engenharia de áudio. Pode ajudar a descobrir vários picos ou ruídos indesejados e, também, pode remover esses ruídos e picos. É assim que ajuda a tornar o áudio claro.

Redução de ruído periódica usando um filtro notch

Existem certos tipos de ruídos periódicos nas imagens digitais. Os ruídos são repetitivos e indesejados. Eles criam certos padrões e afetam mal a imagem. Uma das soluções para o problema é um filtro de entalhe ideal.

A princípio, a frequência do ruído é determinada, então o filtro notch produz o ruído repetitivo e a saída com menos ruído é produzida.

Filtro de entalhe acústico

Como mencionado anteriormente, os filtros Notch são importantes para a engenharia de áudio. Depois que o áudio está sendo gravado, um áudio diferente ou áudio acústico é necessário para mixar. Existe uma probabilidade de que qualquer pico seja introduzido na confusão. Um filtro de entalhe acústico pode remover esse ruído e picos.

Filtro de entalhe variável

Filtros notch variáveis ​​são essenciais para a engenharia de áudio. Esses tipos de filtros notch podem alterar a frequência pretendida em um determinado intervalo.

Na engenharia de áudio, várias frequências indesejadas podem estar presentes; para removê-los, precisamos de filtros notch. Em vez de usar um filtro para omitir uma única frequência, não é uma boa solução. Filtros notch variáveis ​​atendem ao nosso propósito aqui.

Filtro T Notch

O filtro notch T é um filtro notch básico com uma rede 'T' de componentes RCR. É uma técnica de design especial.

Filtro Double T Notch | Filtro de duplo entalhe

O filtro de corte Double T ou filtro Twin T é uma versão atualizada da rede T. Como o nome sugere, aqui, duas redes T são conectadas para formar um filtro de entalhe. Uma rede consiste em componentes RCR. Outra é a dos componentes CRC.

Filtro crossover notch

Filtros de entalhe de crossover podem ser descritos como uma série de filtros de entalhe conectados. Esses filtros são projetados para eliminar a ressonância do driver das redes de filtros.

Filtro de entalhe da série

Filtros notch série são usados ​​para a eliminação da ressonância do driver. Filtros notch série são projetados usando capacitor, resistência e um indutor. Todos os componentes são conectados em série e o driver é conectado em paralelo com eles.

Filtro de entalhe paralelo

Filtros notch paralelos são especialmente projetados para eliminar picos indesejados significativos da resposta do motorista. Este filtro é semelhante porque todos os elementos básicos são conectados em paralelo, ao contrário do filtro de entalhe em série.

Filtro de alta qualidade

Filtros de alta qualidade são populares por fornecer grande profundidade na rejeição. Geralmente, os filtros de entalhe Twin T são usados ​​para obter um valor q alto e obter mais profundidade - o valor Q muda de 0.3 a 50 normal para um filtro Twin T.

Filtro de entalhe de chave Sallen

Sallen Key é uma topologia para projetar circuitos de filtro de ordem superior. Usando esta topologia, filtros notch também podem ser criados. A topologia também é denominada como Voltage Controlled Voltage Source. RP Sallen e EP Key começaram no ano de 1955. Portanto, a topologia é nomeada após eles.

Filtro de entalhe Butterworth

Os filtros Butterworth fornecem a resposta de frequência mais plana possível. Portanto, agora, se um filtro notch for projetado para fornecer uma resposta plana, o filtro notch será chamado de filtro notch Butterworth.

Filtro AM Notch

AM Notch-Filter ou Modulação de amplitude O filtro Notch é projetado para ajudar na medição de emissão de uma estação de transmissão usando um analisador de espectro. O filtro AM Notch é muito útil para estações de comunicação de rádio AM quando há outras torres próximas. Isso ocorre porque ele pode permitir apenas a recepção EAS na banda AM enquanto os outros campos fortes estiverem presentes.

Filtro de notch dinâmico

O filtro dinâmico é um conjunto de algoritmos. Primeiro, o algoritmo encontra as frequências de ruído. Em seguida, filtros notch ativos são usados ​​para eliminar esses picos de ruído.

Filtro de entalhe Microstrip

Como podemos ver, existem diversos filtros disponíveis no mercado para diversos usos. Mas os filtros notch da Microstrip são especialmente úteis para sistemas de comunicação sem fio.

Filtro de entalhe analógico

Um filtro de notch pode ser classificado no domínio principal; um é Analógico, outro - Digital. Discutimos anteriormente o filtro Notch Digital, como - IIR, FIR, etc. Filtros notch analógicos são filtros notch RLC, filtros notch RC, filtros notch T, filtros notch Twin T, etc.

Filtro RC Notch

Filtros notch RC são filtros notch analógicos projetados com resistores e capacitores. Nesse tipo de filtro, manualmente, podemos fornecer os valores de r e c.

Filtro IC Notch

Filtros notch LC são filtros notch analógicos projetados com um indutor e um capacitor. Nesse tipo de filtro, manualmente, podemos fornecer os valores de L e c.

Filtro Arduino Notch

Vários filtros digitais podem ser projetados usando o Arduino. Escrever códigos apropriados ajudará um engenheiro a realizar até mesmo o Notch-Filter digitalmente. Os códigos de filtro digital estão disponíveis no GitHub. Tente modificá-los para fazer um filtro de entalhe.

Filtro coaxial stub Notch

O filtro coaxial stub notch é um tipo de filtro notch construído em cabos coaxiais para remover ruído e atenuação. O conector coaxial 'T' será muito útil para projetar tal filtro. A adição de um segundo esboço será muito útil para melhorar a situação. Rádio, centros de televisão usam este filtro.

Filtro notch de transmissão FM

Quase em todas as grandes cidades, existe uma grande possibilidade de alguém receber a frequência de rádio das estações de rádio FM. O filtro notch de transmissão FM fornecerá uma atenuação de 30db para os sinais FM na faixa de 88 a 108 MHz.

Filtro GPS Notch

Filtros de entalhe GPS ajudam a capturar os sinais de satélite. No entanto, a regra básica é que o módulo GPS receberá um sinal comparativamente mais fraco do satélite. Isso ocorre porque as torres localizadas nas proximidades podem interferir com o sinal de entrada.

O filtro de entalhe GPS ajudará aqui a atenuar o sinal em - 30 dB. Além disso, permitirá que o módulo GPS receba uma banda mais justa do satélite.

Filtro Bainter Notch

O filtro notch Bainter nada mais é do que um filtro notch básico. Um filtro notch que consiste em um filtro passa-baixo, um filtro passa-alto e um somador para obter a resposta de freqüência de saída pode ser denominado filtro Bainter Notch.

Filtro de banda larga

Se um filtro de rejeição de banda tiver uma frequência de banda larga como banda operacional, então o filtro é tecnicamente um filtro de banda larga. Se o filtro de rejeição de banda tiver uma banda estreita de frequência, o filtro é conhecido como filtro Notch. Portanto, um filtro Notch não pode ser um filtro notch de banda larga. É tecnicamente impossível.

Filtro notch Eagle

Um filtro de entalhe QAM é baseado no conceito de cancelamento de fase. Eagle Comtronics Inc projeta esta rede estreita. É por isso que os filtros notch QAM são populares como Filtro Notch Eagle.

Filtro de entalhe de cristal

Filtros Notch também podem ser projetados usando cristais. Um cristal tem um fator de qualidade muito alto. Um filtro notch de cristal é útil para criar um filtro notch com uma banda muito estreita.

Filtro de pico

É um filtro digital de entalhe. O filtro pode resistir a cada canal de um sinal de entrada para uma certa frequência central e uma largura de banda de 3 dB.

Filtro de entalhe estreito | Filtro Notch de banda estreita

Os filtros notch rejeitam uma banda de frequência muito nítida, dizendo uma banda de frequência muito estreita. É por isso que os filtros de notch são freqüentemente chamados de filtros de notch estreitos.

Filtro Notch do canal de TV | Filtro de TV Notch | Filtro de entalhe de cabo

Os filtros notch da TV ajudam a resolver o problema de modulação que pode ocorrer na linha de transmissão. O filtro tv notch pode abrir espaço para o canal modulado, uma vez instalado na fila. O filtro também impede a transmissão reversa para o cabo coaxial. O aumento da largura de banda agora aumentou a demanda por filtros notch de televisão a cabo.

Filtro MNE Notch

MNE é um software popular que nos fornece uma plataforma para construir diversos instrumentos eletrônicos. Por exemplo, podemos projetar certos filtros notch na plataforma MNE escrevendo algum código específico.

Oposto do filtro Notch

Os filtros notch rejeitam a largura de banda muito estreita dos sinais e permitem outros componentes desse sinal. A mesma tarefa, mas oposta, é realizada por filtros de banda. Os filtros passa-banda permitem a passagem de uma certa banda de frequência e bloqueiam diferentes partes do sinal.

Filtro Notch Automático

Um filtro notch automático é algo que pode alterar a frequência central, bem como o valor Q conforme a necessidade. Vários sistemas mecânicos usam esses tipos de filtros.

Filtro Gaussian Notch

Um filtro notch gaussiano é um filtro digital. Este filtro é usado para remover o ruído de várias imagens digitais. A especialidade do filtro o tornou popular e é usado em várias aplicações, bem como em várias agências de investigação.

Parâmetros de filtro notch

Existem alguns parâmetros para medir a precisão do filtro de entalhe. Um dos mais importantes entre eles é o fator Q ou Q (detalhes fornecidos acima). Outra é a profundidade da saída. Finalmente, a largura de banda também é um dos parâmetros.

Resposta ao impulso do filtro notch

A imagem a seguir mostra uma resposta ao impulso do filtro notch.

Função de transferência de filtro Notch de segunda ordem

A expressão a seguir mostra a função de transferência do filtro de entalhe de segunda ordem.

Sudipta Roy

Olá, meu nome é Sudipta Roy. Eu fiz B. Tecnologia em Eletrônica. Sou um entusiasta da eletrônica e atualmente me dedico à área de Eletrônica e Comunicações. Tenho grande interesse em explorar tecnologias modernas, como IA e aprendizado de máquina. Meus escritos são dedicados a fornecer dados precisos e atualizados a todos os alunos. Ajudar alguém a adquirir conhecimento me dá imenso prazer.
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