Aktywny filtr pasmowy: 9 faktów, które powinieneś wiedzieć!

• Definicja aktywnego filtra pasmowego
• Passband i Stopband
• Jak działa aktywny filtr pasmowy
• Rodzaje aktywnych filtrów pasmowoprzepustowych
• Pasmo przenoszenia i odpowiedź czasowa
• Funkcja przenoszenia aktywnego BPF
• Zastosowania aktywnego BPF
• Zalety
• Porównanie aktywnego filtra pasmowego i aktywnego filtra pasmowego
• Krótka uwaga na temat filtra All-Pass

Definicja filtra pasmowoprzepustowego:

"Filtr pasmowoprzepustowy (BPF) jest filtrem elektronicznym lub urządzeniem, które przenosi częstotliwości w określonym zakresie i odrzuca lub tłumi częstotliwości poza określonym zakresem. ”

Teraz aktywny filtr pasmowoprzepustowy jest filtrem, składa się z aktywnych elementów i ma pasmo przepustowe między dwiema częstotliwościami odcięcia, f_ce (niższa częstotliwość odcięcia), i f_cu (górna częstotliwość odcięcia) takie, że f_cu>f_ce. Wszystkie inne częstotliwości poza pasmo przepustowe są osłabione.

Przepustowość - „Pasmo przepustowe to szczególny zakres częstotliwości, przez które filtr przechodzi w jego wnętrzu”.

Stopband - „Filtr zawsze przenosi filtry w danym paśmie i odrzuca częstotliwości, które są poniżej podanego zakresu. Ten konkretny zakres jest znany jako Stopband".

Zasada działania aktywnego filtra pasmowego:

Przepustowość:

               W aktywnym filtrze pasmowoprzepustowym zakres częstotliwości między dwiema częstotliwościami odcięcia, f_cei f_cu, nazywa się przepustowością.

                                          BW = (f_cu-f_cl)

Szerokość pasma tego filtra nie jest głównie wyśrodkowana na częstotliwości rezonansowej, tj. F_r.

Możemy łatwo obliczyć częstotliwość rezonansową (f_r) jeśli znamy wartość f_cu f_cl

Jeśli przepustowość i 'f_r'są znane, częstotliwości odcięcia można uzyskać z:

                                     f_cu = (f_cl+ BW)

Istnieją dwa typy filtrów pasmowoprzepustowych, są to:

Filtr szerokopasmowy:

Filtr szerokopasmowy ma podwójną lub czwartą szerokość pasma częstotliwości rezonansowej.

Ten filtr jest wykonany przez kaskadowanie obwodu filtra dolnoprzepustowego i górnoprzepustowego.

Szeroki filtr pasmowy zapewnia częstotliwość odcięcia sekcji dolnoprzepustowej, która jest większa niż w obszarze górnoprzepustowym.

Charakterystyka filtra szerokopasmowego

• W szerokoprzepustowym filtrze częstotliwość odcięcia filtra dolnoprzepustowego powinna być dziesięć lub więcej razy większa niż częstotliwość odcięcia filtra górnoprzepustowego obecna w obwodzie.
• Każda sekcja filtra (LPF i HPF) obecna w szerokim BPF powinna mieć takie samo wzmocnienie pasma przepustowego.
• Filtr górnoprzepustowy określa dolną częstotliwość odcięcia f_cl.
• Połączenia Filtr dolnoprzepustowy określa wyższą częstotliwość graniczną fcu.
• Wzmocnienie jest zawsze maksymalne przy częstotliwości rezonansowej, f_ri równe wzmocnieniu pasma przepustowego dla obu filtrów.

Odpowiedź częstotliwościowa aktywnego filtra pasmowego:

Tutaj,

Wielkość wzmocnienia napięcia filtra pasmowoprzepustowego jest równa wielkości wzmocnienia napięcia filtra górnoprzepustowego i dolnoprzepustowego.

Gdzie,

                     A_FL,A_FH= wzmocnienie pasma przepustowego filtra dolnoprzepustowego i górnoprzepustowego,

f = częstotliwość sygnału wejściowego (Hz);

f_CL= dolna częstotliwość graniczna (Hz);

f_CU= wyższa częstotliwość odcięcia (Hz);

Częstotliwość środkowa =

• FILTR WĄSKOPASMOWY: Ogólnie rzecz biorąc, wąski filtr pasmowy składa się z wielu sprzężeń zwrotnych obwód z jednym wzmacniaczem operacyjnym.

Charakterystyka filtra wąskopasmowego:

• Wąski filtr pasmowy składa się z dwóch różnych bloków, tj. Dwóch ścieżek sprzężenia zwrotnego; dlatego jest znany jako „Filtr wielokrotnego sprzężenia zwrotnego”.
• Zastosowano tutaj odwrócony wzmacniacz operacyjny.
• Możemy zmienić częstotliwość środkową bez zmiany wzmocnienia lub szerokości pasma tego filtra.

Wzmocnienie filtra

Pasmo-

Funkcja transferu aktywnego filtra pasmowego:

Co to jest funkcja transferu?

"Funkcja przenoszenia to liczba zespolona, ​​która ma zarówno wielkość, jak i fazę. W przypadku filtrów funkcja przenoszenia pomaga wprowadzić różnicę faz między wejściem a wyjściem".

Konieczność filtra pasmowoprzepustowego składa się z co najmniej dwóch energooszczędnych elementów, którymi są kondensator i cewka indukcyjna. Zatem filtr pasmowy pierwszego rzędu nie jest możliwy. Funkcję przenoszenia drugiego filtra pasmowoprzepustowego można wyprowadzić jako;

Gdzie t₁=R₁C₁, T₂=R₂C₂  T₃=R₃C₃

Zastosowania aktywnego filtra pasmowego:

1. Aktywny filtr pasmowy jest używany w optyce, takiej jak LASER.
2. Filtry pasmowe są szeroko stosowane w obwodach wzmacniaczy audio.
3. Filtry pasmowe służą do wyboru sygnałów o określonej przepustowości w systemie komunikacyjnym.
4. W przetwarzaniu sygnału audio ten filtr jest używany.
5. BPF służy do wykrywania stosunku sygnału do szumu i czułości odbiornika.

Zalety stosowania filtra pasmowoprzepustowego:

Aktywne pasmo przenoszenia steruje głównie pasmami wąskopasmowymi i przepustowymi. Usuwa również zniekształcenia i ma ostrą selektywność. Ze względu na doskonałe parametry elektryczne i niezawodność mechaniczną, BPF jest szeroko stosowany jako pole komunikacyjne.

Różnica między filtrem pasmowoprzepustowym i filtrem pasmowym:

Filtr pasmowoprzepustowy przenosi częstotliwości w danym paśmie i tłumi wszystkie inne częstotliwości poniżej zakresu. W przeciwieństwie do tego filtr pasmowo-zaporowy działa dokładnie odwrotnie i tłumi wszystkie częstotliwości powyżej podanego zakresu częstotliwości.

Poza tym filtr pasmowoprzepustowy usuwa energie poza pasmem przepustowym, ale filtr środkowoprzepustowy nie usuwa w ogóle wszystkich mocy poza pasmem przepustowym.

Co to jest filtr All-Pass?

An aktywny filtr wszechprzepustowy przepuszcza wszystkie składowe częstotliwości sygnału wejściowego bez tłumienia i zapewnia pewne przesunięcia fazowe między sygnałem wejściowym i wyjściowym.

Filtr wszechprzepustowy jest zwykle używany w cyfrowych rewerberatorach. Gdy sygnały są przesyłane przez linie przesyłowe z jednego końca na drugi przechodzą pewne zmiany fazowe. Aby uniknąć takich zmian fazy i utraty, stosuje się filtry wszechprzepustowe.

Kondensator tworzy odwracający wzmacniacz przy wysokich częstotliwościach, który jest w zwarciu.

Kondensator jest obwodem otwartym, gdy częstotliwość jest niska i tworzy jedność uzyskać napięcie bufor, tj. nie będzie przesunięcia fazowego.

Przy częstotliwości narożnej ω = 1 / RC obwód generuje przesunięcie o 90˚. Oznacza to, że produkcja wydaje się być opóźniona o jedną czwartą w stosunku do wkładu.

Więcej o elektronice kliknij tutaj

Soumali Bhattacharya

Cześć, jestem Soumali Bhattacharya. Zrobiłem magisterium z elektroniki.
Obecnie inwestuję w elektronikę i komunikację.
Moje artykuły skupiają się na głównych obszarach podstawowej elektroniki w bardzo prostym, ale pouczającym podejściu.
Jestem żywym uczniem i staram się być na bieżąco ze wszystkimi najnowszymi technologiami w dziedzinie elektroniki.

Połączmy się poprzez LinkedIn –