I Signal Prosessering , er filtre en type enheter som brukes for å tillate nødvendige frekvenskomponenter samt fjerne uønskede frekvenskomponenter. Filtrering kan defineres slik at bakgrunnsstøyen for grensesnittet kan reduseres ved å fjerne noen frekvenser. Kretsen til filteret kan brukes til å forene LPF og HPF egenskaper til et eneste filter som betegnes som et båndpasfilter. Det er forskjellige typer filtre tilgjengelig som analog / digital, aktiv / passiv, lineær / ikke-lineær, tidsvariant / tidsvariant. Denne artikkelen diskuterer en oversikt over båndpassfilteret med applikasjoner
Hva er Band Pass Filter?
De definisjonen av båndpassfilteret er en krets som tillater signalene å strømme mellom to bestemte frekvenser, selv om de deler disse signalene på andre frekvenser. Disse filtrene er tilgjengelige i forskjellige typer, noen av BPF- båndpasfilterdesign kan gjøres med en ekstern kraft så vel som aktiv komponenter som integrerte kretser, transistorer , som er navngitt som en aktivt båndpassfilter . På samme måte bruker noen av filtrene en hvilken som helst strømkilde så vel som passiv komponenter som kondensatorer og induktorer , som er kalt et passivt båndpassfilter.
Disse filtre er aktuelt i trådløse sendere så vel som mottakere. I en sender kan en BPF brukes til å begrense utgangssignalets båndbredde mot det minste nødvendige nivået og overføre data med ønsket hastighet og form. På samme måte, i en mottaker, lar dette filteret kodene signalene i et favorisert frekvensområde, mens de holder seg unna signaler ved unødvendige frekvenser. Signal / støy (S / N) forholdet til en mottaker kan optimaliseres av en BPF.
Band Pass Filter Circuit
Det beste eksemplet på en båndpassfilterkrets er den RLC-krets som er vist nedenfor. Dette filteret kan også utformes ved å forene en LPF og HPF. I BPF illustrerer Bandpass en slags filter, ellers filtreringsprosedyre. Det skal skilles fra passbånd som refererer til den virkelige delen av det påvirkede spekteret. Et idyllisk båndpassfilter har ikke forsterkning og demping, så det er helt jevnt passbånd. Det vil dempe hver eneste frekvens utenfor passbåndet.
Band Pass Filter Circuit
Praktisk talt er ikke båndpassfilteret ideelt og demper ikke alle frekvensene utenfor det foretrukne frekvensvalget helt. Spesielt er det en seksjon like utenfor det foreslåtte passeringsbåndet hvor frekvenser dempes, men ikke kastes, som kalles som filteravrulling, og vanligvis er det spesifisert i dB for dempning for hver oktav ellers tiår med frekvens. Generelt ser filterutformingen ut til å bygge avrullingen så tynn som mulig, og lar filteret utføre den foreslåtte designen. Ofte kan dette oppnås på bekostning av passbåndsrylling ellers stoppbåndsringing.
Filteret båndbredde kan defineres som ulikheten mellom den øvre og lavere frekvensen. Formfaktoren er brøkdelen av båndbredder beregnet med to forskjellige dempningsverdier for å bestemme avskjæringsfrekvensen. For eksempel betyr en formfaktor på 2: 1 ved 20/2 dB at båndbredden beregnet blant frekvenser ved 20 dB demping er dobbelt som beregnes blant frekvenser ved 2 dB demping. Optiske BPF-er blir ofte brukt i fotografering så vel som belysningsarbeid i teater. Disse typer filtre tar oversikten over en klar farget film ellers ark.
Ulike typer bandpassfilter
Kategoriseringen av båndpassfilteret kan gjøres i to typer, for eksempel bredbåndsfilter smalbånds passfilter .
Bredbåndsfilter
En WBF eller bredt båndpassfilter (WBF) kan dannes ved å slippe såpass lavpass som høytpass-segmenter som normalt er en annen krets beregnet for enkel design og handling.
Bredbåndsfilter
Det er anerkjent med en rekke praktiske kretser. Et båndpassfilter med ± 20 dB / tiår kan dannes ved å bruke de to seksjonene som en første ordens lavpass, så vel som høypasseksjoner kan slippes. Tilsvarende kan et båndpassfilter med ± 40 dB / tiår dannes ved å koble to andreordensfiltre i serie, nemlig lavpass- og høypassfilter (HPF). Dette betyr at rekkefølgen på båndpassfilteret (BPF) styres med rekkefølgen på lav passering & høypassfiltre . De båndpassfiltergraf er vist nedenfor.
Frekvensrespons av BPF
Et båndpassfilter med ± 20 dB / tiår kan bestå av en første ordre HPF (høypassfilter) . En første ordre LPF (lavpassfilter) er vist i følgende figur med frekvensrespons.
Smalt båndpassfilter
Generelt bruker et smalt båndpassfilter flere tilbakemeldinger. Dette båndpassfilter ved hjelp av en op-amp som vist i følgende kretsskjema. Hovedtrekkene i dette filteret inkluderer hovedsakelig følgende.
Smalt båndpassfilter
Et annet navn på dette filteret er et filter for flere tilbakemeldinger fordi det inneholder to tilbakemeldingsfelt
An op-amp brukes i inverteringsmodus
De frekvensrespons av dette filteret er vist i følgende figur.
Frekvensrespons av NBPF
Vanligvis kan utformingen av dette filteret gjøres for nøyaktige verdier for senterfrekvens (fc) & båndbredde eller senterfrekvens og svart / hvitt. De komponenter av denne kretsen kan bestemmes av følgende forhold. Hver av C1 og C2 kondensatorer kan tas til C for å forenkle designberegningen.
R1 = Q / 2∏ fc CAf
R2 = Q / 2∏ fc C (2Q2-Af)
R3 = Q / ∏ fc C
Fra de ovennevnte ligningene, betegner Af med midterfrekvens forsterkningen, så Af = R3 / 2R1
Men Af skal tilfredsstille denne uttalelsen Av<2Q2
Fc (senterfrekvens) for flere tilbakemeldingsfiltre kan endres mot en ny frekvens fc uten å endre båndbredde eller forsterkning. Dette kan oppnås bare ved å endre R2 til R2 ’slik at
R2 '= R2 * ( fc / fc )to
Band Pass Filter Calculator
Følgende krets er den passive båndpassfilterkretsen. Ved å bruke denne kretsen kan vi beregne det passive båndpassfilteret. Formelen for passiv båndpassfilterkalkulator er vist nedenfor.
Passive Band Pass Filter Calculator
For lav avskjæringsfrekvens = 1/2 R2C2
For høy avskjæringsfrekvens = 1/2 R1C1
På samme måte kan vi beregne for aktiv inverterende op-amp BPF, og aktiv non-inverterende op-amp BPF.
Band Pass Filter applikasjoner
Anvendelsene av båndpassfilter inkluderer følgende.
- Disse filtrene er omfattende anvendelige på trådløse sendere og mottakere .
- Dette filteret kan brukes til å optimalisere S / N-forholdet (signal-til-støy) så vel som medfølelsen til en mottaker.
- Hovedformålet med filteret i senderen er å begrense utgangssignalets BW til det valgte båndet for kommunikasjonen.
- BPF er også mye brukt i optikk som LIDARER , lasere osv.
- Den beste bruken av dette filteret er lydsignalbehandling, uansett hvor et spesifikt utvalg av lydfrekvenser er nødvendig, men fjerner resten.
- Disse filtrene gjelder i ekkolodd, instrumenter, medisinsk og Seismologi applikasjoner
- Disse filtrene involverer kommunikasjonssystemer for å velge et bestemt signal fra en rekke signaler.
Derfor handler dette om band-pass filter teori som inkluderer kretsskjema med arbeid, typer båndpasfilter og dets applikasjoner. Av informasjonen ovenfor kan vi til slutt konkludere med at de andre anvendelsesfeltene til disse filtrene inkluderer i astronomi, og disse filtrene tillater bare en eneste del av lysområdet i en enhet. Disse filtrene kan hjelpe deg med å finne hvor stjerner som ligger på den store serien, gjenkjenne rødskift osv. Her er et spørsmål til deg, hva er et aktivt båndpassfilter?
