מסנן (אלקטרוניקה)

מסנן (פילטר) הוא מרכיב במערכות אלקטרוניות שונות שמסנן אותות לא רצויים לטובת המשך עיבוד האות. מסננים קיימים כיום בכל התקן אלקטרוני והם אבני בניין במקלטים, משדרים, מערכות שמע ווידאו, מערכות תקשורת נתונים, מחשבים ועוד. קיימים מסננים אנלוגיים הממומשים בעזרת רכיבים פאסיביים כגון קבלים וסלילים, ואקטיביים עם מגברי שרת; ומסננים דיגיטליים הממומשים בדרך כלל בקושחת מעבדי DSP. בתחום עיבוד אותות אופטיים קיימים גם מסננים אופטיים.

קובץ:Ideal Band Stop Filter Transfer Function.svg

מסנן חוסם תדר אידיאלי במרחב התדר

היסטוריה

המסננים הראשונים הם מסננים פאסיביים אנלוגיים ליניאריים הבנויים מנגדים קבלים וסלילים וידועים כמעגלי RC,‏ RL ו־RLC בעלי קוטב פשוט יחיד. מאוחר יותר פותחו מסננים מעורבים עם מגברי שפופרות.

קובץ:1st Order Lowpass Filter RC.svg

מסנן מעביר נמוכים פשוט עם קבל ונגד

סוגי מסננים פשוטים

BPF

קובץ:Rohavseret2.png

אופיין של מסנן BPF טיפוסי

מסנן מעביר פס (band-pass filter) – תפקידו להעביר רק רוחב סרט מסוים, ומסנן את כל שאר התחומים. בדרך כלל ממומש במקלטים או מגברים.

LPF

מסנן מעביר תדרים נמוכים (low-pass filter) – מעביר רק אותות עד תדר מסוים. כל תדר גבוה יותר מסונן. משמש לסינון רעשים מאותות שמע.

HPF

מסנן מעביר תדרים גבוהים (high-pass filter) – תפקידו להעביר אותות שהתדר שלהם גבוה מתדר מסוים. כל תדר נמוך יותר מסונן.

BSF

מסנן חוסם פס (band-stop filter) - תפקידו לחסום תחום-תדר מסוים ואת השאר להעביר (נקרא גם Notch). בדרך כלל משמש במקומות שבהם תדר מסוים מפריע לקליטה.

סוגים נוספים

קיימים מספר סוגי מימוש של מסננים, בין היתר מסנן מוטות ומסנן גל אקוסטי משטחי (SAW filter - Surface Acoustic Wave).

באלקטרוניקה קיים רכיב הנקרא DC block שהוא בעצם קבל (HPF) ותפקידו למנוע כניסת זרם DC למעגל. במקביל אליו קיים רכיב הנקרא RF choke שהוא בעצם סליל (LPF) ותפקידו למנוע כניסת זרם AC למעגל.

תכונות של מסננים

• תחום התדר ותדר תהודה
• מקדם איכות (Q) ורוחב הסרט של המסנן
• הפסד שילוב (Insertion Loss) – ניחות המעבר של האותות דרכו
• תדר הברך – התדר שבו הסינון או ההעברה יורדים במחצית ההספק (3dB-).

שיטות מימוש למסננים

• מסנן L
• מסנן T
• מסנן π

מסננים לפי תגובה להלם

• מסנן FIR – מסננים בעלי תגובה להלם סופית בזמן
• מסנן IIR – מסננים ספרתיים בעלי תגובה להלם אינסופית בזמן

מסננים ספרתיים

קובץ:Postscript-viewer-blue.svg ערך מורחב – מסנן ספרתי

עיבוד אותות ספרתי מאפשר יישום זול של מבחר רחב של מסננים. האותות נדגמים על ידי ממיר אנלוגי לדיגיטלי לזרם של מספרים. תוכנית מחשב הרצה במעבד או DSP מממשת את המסנן והתוצאה מומרצת חזרה על ידי ממיר דיגיטלי לאנלוגי.

קובץ:Filters order5.svg

ראו גם

• תדר
• מעגל אלקטרוני, מעגל אלקטרוני אנלוגי, מעגל אלקטרוני דיגיטלי
• מעגל RC, מעגל RLC, מעגל תהודה
• מסנני צ'בישב
• מסנן Raised cosine
• מסנן ספרתי

קישורים חיצוניים

• קובץ:National Library IL logo.svg מסנני חשמל, דף שער בספרייה הלאומית