În procesare semnal , filtrele sunt un fel de dispozitive utilizate pentru a permite componentele de frecvență necesare, precum și pentru a elimina componentele de frecvență nedorite. Filtrarea poate fi definită, deoarece zgomotul de fond al semnalului de interfață poate fi diminuat prin eliminarea unor frecvențe. Circuitul filtrului poate fi utilizat pentru unirea LPF și HPF proprietăți într-un singur filtru care este denumit filtru de trecere a benzii. Sunt diferite tipuri de filtre disponibile precum analog / digital, activ / pasiv, liniar / neliniar, timp-variantă / invariant de timp. Acest articol discută o prezentare generală a filtrului de trecere a benzii cu aplicațiile
Ce este Band Pass Filter?
definiția filtrului de trecere a benzii este un circuit care permite semnalelor să curgă între două frecvențe particulare, deși împarte aceste semnale la alte frecvențe. Aceste filtre sunt disponibile în diferite tipuri, unele dintre BPF- proiectare filtru trecere banda se poate face atât cu o putere externă, cât și activă componente precum circuite integrate, tranzistoare , care sunt denumite ca filtru activ de trecere a benzii . În mod similar, unele filtre utilizează orice fel de sursă de energie, precum și pasivă componente precum condensatoare și inductoare , care sunt denumite filtru de trecere a benzii pasive.
Aceste sunt aplicabile filtrele în emițătoare fără fir, precum și receptoare. Într-un transmițător, un BPF poate fi utilizat pentru a limita lățimea de bandă a semnalului de ieșire la nivelul minim necesar și a transmite date la viteza și forma preferate. În mod similar, într-un receptor, acest filtru permite decodificarea semnalelor dintr-un interval de frecvență preferat, în timp ce păstrarea la distanță de semnale la frecvențe inutile. Raportul semnal / zgomot (S / N) al unui receptor poate fi optimizat de un BPF.
Circuitul filtrului de trecere a benzii
Cel mai bun exemplu de circuit filtru trece banda este Circuitul RLC care este prezentat mai jos. Acest filtru poate fi proiectat și prin unirea unui LPF și HPF. În BPF, Bandpass ilustrează un fel de filtru, altfel procedura de filtrare. Trebuie diferențiat de banda de trecere care se referă la secțiunea reală a spectrului influențat. Un filtru de bandă idilic nu are câștig și atenuare, deci este o bandă de trecere la nivel total. Acest lucru va atenua total fiecare frecvență în afara benzii de trecere.
Circuitul filtrului de trecere a benzii
Practic, filtrul bandpass nu este ideal și nu atenuează toate frecvențele în afara alegerii frecvenței preferate. În special, există o secțiune chiar în afara benzii de trecere propuse ori de câte ori sunt atenuate frecvențele, cu toate acestea nu sunt eliminate, care se numește ca filtrul de rulare și, de obicei, este specificată în dB de atenuare pentru fiecare octavă, altfel deceniu de frecvență. În general, designul filtrului pare să construiască roll-off cât mai subțire posibil, lăsând astfel filtrul să realizeze proiectul propus. În mod frecvent, acest lucru poate fi atins cu cheltuirea ondulării benzii de trecere, altfel, ondularea benzii de trecere.
Filtrul lățimea de bandă poate fi definită ca diferența dintre frecvența superioară și frecvența inferioară. Factorul de formă este fracțiunea lățimilor de bandă calculate cu două valori de atenuare diferite pentru determinarea frecvenței de tăiere, de exemplu, un factor de formă de 2: 1 la 20/2 dB înseamnă că lățimea de bandă calculată între frecvențe la atenuarea de 20 dB este dublă care se calculează între frecvențe la atenuare de 2 dB. BPF-urile optice sunt utilizate în mod obișnuit în fotografie, precum și în lucrul în teatru. Aceste tipuri de filtre iau conturul unei folii colorate clar, altfel.
Diferite tipuri de filtre Pass Band
Clasificarea filtrului bandpass poate fi realizată în două tipuri, cum ar fi filtrul bandpass larg, precum și filtru de trecere cu bandă îngustă .
Filtru Pass Band larg
Un WBF sau filtru bandpass larg (WBF) poate fi format prin scăderea segmentelor de trecere joasă și de trecere înaltă, care este în mod normal un circuit diferit destinat proiectării și acțiunii simple.
Filtru de bandă largă
Este recunoscut cu o serie de circuite practice. Un filtru bandpass cu ± 20 dB / deceniu poate fi format prin utilizarea celor două secțiuni, cum ar fi o trecere joasă de ordinul 1, precum și secțiuni de trecere înaltă care pot fi abandonate. În mod similar, un filtru de bandă cu ± 40 dB / deceniu poate fi format prin conectarea a două filtre de ordinul doi în serie și anume filtru trece jos și trece înalt (HPF). Aceasta înseamnă că ordinea filtrului de bandă (BPF) este reglat cu ordinea pasaj mic & filtre de trecere înaltă . grafic de filtrare bandpass este prezentat mai jos.
Răspunsul în frecvență al BPF
Un filtru bandpass cu ± 20 dB / deceniu poate fi compus dintr-un ordin 1 HPF (filtru trece sus) . Un ordin 1 LPF (filtru trece-jos) este prezentat în figura următoare prin răspunsul său în frecvență.
Filtru de trecere a benzii înguste
În general, un filtru de bandă îngust utilizează mai multe feedback-uri. Acest filtru bandpass folosind un amplificator op așa cum se arată în următoarea schemă de circuit. Principalele caracteristici ale acestui filtru includ în principal următoarele.
Filtru de trecere a benzii înguste
Un alt nume al acestui filtru este un filtru de feedback multiplu, deoarece include două benzi de feedback
Un op-amp este utilizat în modul inversare
răspuns de frecvență din acest filtru este prezentat în figura următoare.
Răspunsul în frecvență al NBPF
De obicei, proiectarea acestui filtru se poate face pentru valori exacte ale frecvenței centrale (fc) și lățimii de bandă sau frecvenței centrale și BW. componente a acestui circuit poate fi determinat de următoarele relații. Fiecare dintre C1 și C2 condensatoare poate fi dus la C pentru simplificările calculului de proiectare.
R1 = Q / 2∏ fc CAf
R2 = Q / 2∏ fc C (2Q2-Af)
R3 = Q / ∏ fc C
Din ecuațiile de mai sus, la frecvența medie Af denotă câștigul, deci Af = R3 / 2R1
Dar, Af ar trebui să satisfacă această afirmație De<2Q2
FC (frecvența centrală) a multiplelor filtre de feedback poate fi modificată către o nouă frecvență fc, fără a modifica lățimea de bandă sau câștigul. Acest lucru poate fi atins doar modificând R2 în R2 ’, astfel încât
R2 '= R2 * ( fc / fc )Două
Calculator filtru trecere bandă
Următorul circuit este circuitul de filtrare pas bandă pasivă. Prin utilizarea acestui circuit putem calcula filtrul de bandă pasiv. Formula pentru pasiv Calculator filtru bandpass este prezentat mai jos.
Calculator filtru pas pas bandă
Pentru frecvență redusă de întrerupere = 1 / 2∏R2C2
Pentru frecvență mare de întrerupere = 1 / 2∏R1C1
În mod similar, putem calcula pentru op-amp BPF inversor activ și BPF op-amp activ neinversibil.
Aplicații de filtrare band pass
Aplicațiile filtrelor bandpass includ următoarele.
- Aceste filtre sunt aplicabile pe larg emițătoare și receptoare fără fir .
- Acest filtru poate fi utilizat pentru a optimiza raportul S / N (semnal-zgomot), precum și compasiunea unui receptor.
- Scopul principal al filtrului din emițătorul este de a limita BW a semnalului de ieșire la banda selectată pentru comunicație.
- BPF-urile sunt, de asemenea, utilizate pe scară largă în optică, cum ar fi LIDARI , lasere etc.
- Cea mai bună aplicație a acestui filtru este procesarea semnalului audio, ori de câte ori este necesară o gamă specifică de frecvențe sonore, deși se elimină restul.
- Aceste filtre sunt aplicabile în sonar, instrumente, medicale și Seismologie aplicații
- Aceste filtre implică sisteme de comunicare pentru alegerea unui anumit semnal dintr-o varietate de semnale.
Prin urmare, aici este vorba teoria filtrului de trecere a benzii care include, schemă de circuit cu funcționare, tipuri de filtre bandpass și aplicațiile sale. Din informațiile de mai sus, în cele din urmă putem concluziona că celelalte domenii de aplicații ale acestor filtre includ în astronomie, aceste filtre permit doar o singură secțiune din gama de lumină într-un dispozitiv. Aceste filtre vă pot ajuta să găsiți oriunde stelele se așază pe seria principală, recunoscând deplasările spre roșu, etc. Iată o întrebare pentru dvs., ce este un filtru bandpass activ?
