Kas yra „Band Pass“ filtras? Grandinės schema, tipai ir programos

Išbandykite Mūsų Instrumentą, Kaip Pašalinti Problemas





Į signalo apdorojimas , filtrai yra vienos rūšies prietaisai, naudojami leidžiant reikalingus dažnio komponentus, taip pat pašalinant nepageidaujamus dažnio komponentus. Filtravimą galima apibrėžti kaip sąsajos signalo foninį triukšmą galima sumažinti pašalinus kai kuriuos dažnius. Filtro grandinė gali būti naudojama sujungiant LPF ir HPF savybes į vienintelį filtrą, kuris vadinamas juostos filtru. Yra įvairių filtrų rūšys galimi, tokie kaip analoginis / skaitmeninis, aktyvus / pasyvus, linijinis / netiesinis, laiko variantas / invariantas. Šiame straipsnyje aptariama dažnių juostos filtro su programomis apžvalga

Kas yra „Band Pass“ filtras?

The dažnių juostos filtro apibrėžimas yra grandinė, leidžianti signalams tekėti tarp dviejų konkrečių dažnių, nors šiuos signalus dalija kitais dažniais. Šie filtrai yra įvairių tipų, kai kurie iš BPF- juostos filtro dizainas gali būti atliekamas tiek su išorine galia, tiek su aktyvia komponentai, tokie kaip integriniai grandynai, tranzistoriai , kurie įvardijami kaip aktyvus dažnių juostos filtras . Panašiai kai kurie filtrai naudoja bet kokį energijos šaltinį, taip pat ir pasyvų komponentai, tokie kaip kondensatoriai ir induktoriai , kurie įvardijami kaip pasyvus dažnių juostos filtras.




Šie filtrai yra taikomi belaidžiuose siųstuvuose, taip pat imtuvuose. Siųstuve BPF gali būti naudojamas norint apriboti išvesties signalo pralaidumą link minimalaus būtino lygio ir perduoti duomenis pageidaujamu greičiu ir forma. Panašiai imtuve šis filtras leidžia iššifruoti pageidaujamo dažnio diapazono signalus, laikydamasis atokiau nuo nereikalingų dažnių signalų. Imtuvo signalo ir triukšmo (S / N) santykį gali optimizuoti BPF.

Band Pass filtro grandinė

Geriausias pavyzdys juostos filtro grandinė yra RLC grandinė tai parodyta žemiau. Šis filtras taip pat gali būti sukurtas sujungiant LPF ir HPF. BPF „Bandpass“ iliustruoja tam tikrą filtrą, kitaip filtravimo procedūrą. Tai turi būti atskirta nuo pralaidumo juostos, kuri nurodo tikrąjį paveikto spektro skyrių. Idiliškas dažnių juostos filtras neturi stiprinimo ir slopinimo, todėl yra visiškai lygus pralaidumo dažnis. Tai visiškai susilpnins visus dažnius, esančius už pralaidos juostos ribų.



Band Pass filtro grandinė

Band Pass filtro grandinė

Praktiškai dažnių juostos filtras nėra idealus ir visiškai nesusilpnina kiekvieno pasirinkto dažnio pasirinkimo dažnio. Visų pirma yra skyrius, esantis tiesiai už siūlomos pralaidumo juostos, kur tik susilpninti dažniai, tačiau neišmestas, kuris vadinamas panašiu į filtro poslinkį, ir paprastai jis nurodomas slopinimo dB kiekvienam oktavai, kitaip dažnio dešimtmečiui. Apskritai filtro konstrukcija atrodo kuo plonesnė, todėl filtrui leidžiama atlikti siūlomą projektą. Dažnai tai galima pasiekti išleidus pralaidumo dažnio bangavimą, kitaip sustabdymo juostos bangavimą.

Filtras pralaidumą galima apibrėžti kaip skirtumai tarp viršutinio ir žemesnio dažnio. Formos koeficientas yra pralaidumo dalis, apskaičiuota naudojant dvi skirtingas slopinimo vertes, kad būtų galima nustatyti ribinį dažnį. Pavyzdžiui, formos koeficientas 2: 1 esant 20/2 dB reiškia, kad dažnių juostos plotis, apskaičiuotas esant 20 dB slopinimui, yra dvigubas. apskaičiuotas tarp 2 dB slopinimo dažnių. Optiniai BPF dažniausiai naudojami fotografijoje, taip pat apšvietimo darbuose teatre. Tokio tipo filtrai turi aiškios spalvos plėvelės kontūrą, kitaip jis yra lakštas.


Skirtingi dažnių juostos filtrų tipai

Bandband filtrą galima suskirstyti į du tipus, tokius kaip plataus dažnių juostos filtras siauros juostos filtras .

Plačiajuosčio ryšio filtras

WBF arba plataus dažnių juostos filtras (WBF) gali būti suformuotas išmetant žemo ir aukšto dažnio segmentus, kurie paprastai yra kitokia grandinė, skirta paprastam projektavimui ir veikimui.

Plačiajuosčio ryšio filtras

Plačiajuosčio ryšio filtras

Jis atpažįstamas daugeliu praktinių grandinių. Bandband filtrą su ± 20 dB / dešimtmetį galima suformuoti naudojant dvi sekcijas, pavyzdžiui, 1-os eilės žemo dažnio, taip pat galima atsisakyti aukšto dažnio sekcijų. Panašiai dažnių juostos filtrą su ± 40 dB / dešimtmetį galima suformuoti sujungiant du antros eilės filtrus nuosekliai, būtent žemo ir aukšto dažnio filtrus (HPF). Tai reiškia, kad dažnių juostos filtro (BPF) tvarka valdoma pagal žemas perdavimas & aukšto dažnio filtrai . The dažnių juostos filtro grafikas yra parodyta žemiau.

BPF atsakas į dažnį

BPF atsakas į dažnį

Bandpass filtrą, kurio ± 20 dB / dešimtmetis, gali sudaryti 1 eilė HPF (aukšto dažnio filtras) . 1-oji tvarka LPF (žemo dažnio filtras) yra parodytas kitame paveiksle pagal jo dažnio reakciją.

Siauros juostos leidimo filtras

Paprastai siaurame dažnių juostos filtre naudojami keli grįžtamieji ryšiai. Tai dažnių juostos filtras naudojant op-amp kaip parodyta šioje grandinės schemoje. Pagrindinės šio filtro savybės daugiausia apima šiuos dalykus.

Siauros juostos leidimo filtras

Siauros juostos leidimo filtras

Kitas šio filtro pavadinimas yra daugelio grįžtamųjų ryšių filtras, nes jis apima dvi grįžtamojo ryšio juostas

An op-amp yra naudojamas invertuojant

The dažnio atsakas šio filtro yra parodyta kitame paveikslėlyje.

NBPF atsakas į dažnį

NBPF atsakas į dažnį

Paprastai šis filtras gali būti suprojektuotas tikslioms centrinio dažnio (fc) ir pralaidumo arba centrinio dažnio ir BW vertėms. The komponentai šios grandinės galima nustatyti šiais ryšiais. Kiekvienas iš C1 ir C2 kondensatoriai gali būti paimtas į C, kad būtų paprasčiau apskaičiuoti projektą.

R1 = Q / 2∏ fc CAf
R2 = Q / 2∏ fc C (2Q2-Af)
R3 = Q / ∏ fc C

Iš aukščiau pateiktų lygčių, esant vidutiniam dažniui, Af reiškia padidėjimą, taigi Af = R3 / 2R1

Bet Af turėtų patenkinti šį teiginį Apie<2Q2

Daugelio grįžtamojo ryšio filtrų fc (centrinis dažnis) gali būti pakeistas į naują dažnį fc, nekeičiant pralaidumo ar padidėjimo. Tai galima pasiekti pakeitus R2 į R2 ’taip

R2 '= R2 * ( fc / fc ) du

Band Pass filtro skaičiuoklė

Ši grandinė yra pasyvi dažnių juostos filtro grandinė. Naudodami šią grandinę galime apskaičiuoti pasyvų dažnių juostos filtrą. Pasyviosios formulė dažnių juostos filtro skaičiuoklė yra parodyta žemiau.

Pasyviosios juostos leidimų filtro skaičiuoklė

Pasyviosios juostos leidimų filtro skaičiuoklė

Esant žemam ribiniam dažniui = 1 / 2∏R2C2

Esant dideliam ribiniam dažniui = 1 / 2∏R1C1

Panašiai galime apskaičiuoti aktyvų invertuojantį op-amp BPF ir aktyvų ne invertuojantį op-amp BPF.

„Band Pass“ filtrų programos

Bandband filtrų taikymo sritis yra šios.

  • Šie filtrai plačiai taikomi belaidžiai siųstuvai ir imtuvai .
  • Šis filtras gali būti naudojamas optimizuoti garso / vaizdo santykį (signalo ir triukšmo), taip pat imtuvo užuojautą.
  • Pagrindinis filtro tikslas siųstuvas yra išvesties signalo BW apribojimas iki pasirinktos ryšio juostos.
  • BPF taip pat plačiai naudojami optikoje, tokioje kaip LIDARAI , lazeriai ir kt.
  • Geriausias šio filtro pritaikymas yra garso signalo apdorojimas, kai tik reikalingas tam tikras garso dažnių diapazonas, tačiau pašalinant likusius.
  • Šie filtrai taikomi sonarams, instrumentams, medicininiams ir Seismologija programos
  • Šie filtrai apima ryšių sistemos norint pasirinkti konkretų signalą iš įvairių signalų.

Todėl visa tai yra dažnių juostos filtro teorija į kurį įeina grandinės schema su veikiančiais dažnių juostos filtrų tipais ir jo taikymu. Pagal aukščiau pateiktą informaciją galiausiai galime padaryti išvadą, kad kiti šių filtrų taikymo sritis apima astronomiją, šie filtrai į prietaisą leidžia tik dalį šviesos diapazono. Šie filtrai gali padėti rasti visur, kur žvaigždės atsilošia pagrindinėse serijose, atpažinti raudonus poslinkius ir pan. Čia yra klausimas jums, kas yra aktyvus dažnių juostos filtras?