מסנן HP – מעביר גבוהים
אלקטורניקה תקבילית וספרתית

הקדמה

מסנן מעביר גבוהים (HP) מורכב משני רכיבים אלקטרוניים עיקריים המחוברים בטור:
1. נגד (Resistor) – המתנגד למעבר זרם וגורם ל”חסימה” במידה מסוימת.
2. קבל (Capacitor) – המסוגל לאגור מטענים חשמליים וליצור שדה מגנטי.

שילוב הנגד והקבל יוצר מעגל RC אשר מסנן את האות הנכנס אליו. אך בניגוד למסנן LP שחוסם תדרים גבוהים, כאן התדרים הנמוכים נחסמים ורק הגבוהים עוברים.

יש “תדר חיתוך” שקובע איזה תדרים ייחסמו. ניתן לשנות את תדר החיתוך ע”י החלפת ערכי הרכיבים.

מסנן HP שימושי במיוחד כשצריך להעביר אותות בתדר גבוה תוך סינון הפרעות נמוכות.

שימושים של מסנן HP

☸ תקשורת אלחוטית – העברת אותות RF בתדרים גבוהים תוך סינון הפרעות נמוכות תדר.
☸ מכשור אלקטרוני ומדידה מדויקת – סינון אותות בתחום תדר נבחר תוך דיכוי הפרעות חיצוניות.
☸ רפואה וביוטכנולוגיה – סינון אותות מגוף האדם בתחום תדר ספציפי, כגון גלי מוח.
☸ בקרת תנועה – מעבר אותות בתדר גבוה מחיישנים תוך דיכוי רעשי רקע נמוכי תדר.
☸ עיבוד תמונה ואותות ויזואליים – העברת תדרים גבוהים עם פרטים דקים יותר.

כיצד לזהות רשת – מסנן מסוג HP

אנו מזהים מסנן HP כאשר יש נגד וקבל ומחוברים בטור אך הנגד נמצא במקביל למתח המוצא Vo

נוסחאות

משוואת הדפקים היסודית

נוסחה לחישוב הערך הרגעי של המתח על הקבל במעגל RC טורי לאחר קפיצה במתח הכניסה למעגל. 

חישוב הזמן בו יגיע המתח על הקבל לערך נתון

הסבר רכיבי הנוסחה:

כללים חשובים:
☸ במידה ומבקשים לחשב מתח בזמן מסוים תמיד לחשב קודם את המתח בנקודות השינוי.
☸ במידה ומבקשים לחשב מתח בזמן מסוים תמיד להחסיר את הזמן ובזמן של רגע השינוי.

☸ לעשות חישוב כמה המתח יורד/עולה (תמיד גבולות המתח הגבוה ביותר והמתח הנמוך ביותר v∆)
☸ לא לשכוח לסמן Vx ו Vy על השרטוט.

אם דופק הכניסה חיובי

אם דופק הכניסה שלילי

שרטוט מתח המוצא בהתאם למתח הכניסה

סיכום

מסנן עובר-על (HP) הוא אף הוא מסנן חיוני ונפוץ מאוד במעגלים ומערכות אלקטרוניות מודרניות. היכולת שלו לחסום תדרים נמוכים ולהעביר רק תדרים גבוהים, הפכה אותו למרכיב מפתח בתחומי תדר רבים.

החל במכשירים אלחוטיים, דרך מכשור אלקטרוני מדויק, וכלה במערכות אופטיות ועיבוד אותות ויזואליים. מסנן HP אידיאלי לסינון רעשים נמוכי תדר המפריעים לאות הרצוי.

קשה לתאר מכשירים הפועלים בתדר RF או מערכות עיבוד תמונה ללא שימוש נרחב במסנני HP בשלבי קליטה, עיבוד והצגת המידע.