V obdelava signala , filtri so ena vrsta naprav, ki omogočajo omogočanje zahtevanih frekvenčnih komponent in odstranjujejo neželene frekvenčne komponente. Filtriranje lahko definiramo, saj lahko ozadje hrupa ozadja signalnega signala zmanjšamo z odstranitvijo nekaterih frekvenc. Vezje filtra lahko uporabimo za združevanje LPF in HPF lastnosti v edini filter, ki se imenuje pasovni filter. Obstajajo različni vrste filtrov na voljo so analogni / digitalni, aktivni / pasivni, linearni / nelinearni, časovno varianta / časovna nespremenljivost. Ta članek obravnava pregled pasovnega filtra z aplikacijami
Kaj je pasovni filter?
The definicija pasovnega filtra je vezje, ki omogoča pretok signalov med dvema določenima frekvencama, čeprav te signale deli na druge frekvence. Ti filtri so na voljo v različnih vrstah nekaterih BPF- zasnova pasovnega filtra lahko z zunanjim napajanjem, pa tudi z aktivnim komponente, kot so integrirana vezja, tranzistorji , ki so poimenovani kot aktivni pasovni filter . Podobno nekateri filtri poleg pasivnih uporabljajo tudi kakršen koli vir energije komponente, kot so kondenzatorji in induktorji , ki so poimenovani kot pasivni pasovni filter.
Te veljajo filtri tako v brezžičnih oddajnikih kot sprejemnikih. V oddajniku lahko BPF uporabite za omejevanje pasovne širine izhodnega signala na najnižjo potrebno raven in prenos podatkov s prednostno hitrostjo in obliko. Podobno v sprejemniku ta filter omogoča dekodiranje signalov v priljubljenem frekvenčnem območju, pri čemer se ločuje od signalov na nepotrebnih frekvencah. Razmerje signal / šum (S / N) sprejemnika lahko optimizira BPF.
Vezje pasovnega filtra
Najboljši primer a vezje pasovnega filtra ali je RLC vezje to je prikazano spodaj. Ta filter je mogoče oblikovati tudi z združevanjem LPF in HPF. V BPF Bandpass ponazarja nekakšen filter, sicer postopek filtriranja. Ločiti ga je treba od pasovnega pasu, ki se nanaša na dejanski del vplivnega spektra. Idilični pasovni filter nima ojačenja in slabitve, zato je popolnoma raven pasovni pas. To bo popolnoma oslabilo vsako frekvenco zunaj pasovnega pasu.
Vezje pasovnega filtra
Pasovni filter v bistvu ni idealen in ne oslabi popolnoma vseh frekvenc zunaj želene frekvence. Zlasti obstaja odsek tik pred predlaganim pasovnim pasom, kjer koli so frekvence oslabljene, vendar ne zavržene, kar se imenuje kot odmik filtra, in običajno je določeno v dB dušenja za vsako oktavo, sicer desetletje frekvence. Na splošno se zdi, da je zasnova filtra čim bolj tanka, tako da filtri omogočajo izvedbo predlagane zasnove. Pogosto je to mogoče doseči na račun valovanja pasovnega pasu, sicer valovanja pasu pasu.
Filter pasovno širino lahko definiramo kot različnost med zgornjo in spodnjo frekvenco. Faktor oblike je delež pasovnih širin, izračunan z dvema različnima vrednostma dušenja za določanje mejne frekvence. Na primer, faktor faktorja 2: 1 pri 20/2 dB pomeni, da je pasovna širina, izračunana med frekvencami pri dušenju 20 dB, dvojna ki se izračuna med frekvencami pri dušenju 2 dB. Optični BPF se pogosto uporabljajo v fotografiji in razsvetljavi v gledališču. Te vrste filtrov imajo obris prozornega barvnega filma, sicer lista.
Različne vrste pasovnih filtrov
Kategorizacijo pasovnega filtra lahko izvedemo v dve vrsti, na primer širokopasovni filter ozkopasovni filter .
Širokopasovni prehodni filter
WBF oz širokopasovni filter (WBF) lahko oblikujemo tako, da spustimo nizke in visoke prehodne segmente, kar je običajno drugačno vezje, namenjeno enostavni zasnovi in delovanju.
Širokopasovni prehodni filter
Prepoznan je s številnimi praktičnimi vezji. Pasovni filter z ± 20 dB / desetletje lahko oblikujemo tako, da uporabimo oba odseka, kot sta nizkopasovni in 1. odsek prvega reda. Podobno lahko pasovni filter z ± 40 dB / desetletje oblikujemo tako, da zaporedno povežemo dva filtra drugega reda, in sicer nizko in visokofrekvenčni filter (HPF). To pomeni, da je vrstni red pasovnega filtra (BPF) urejen z vrstnim redom nizko podajo & visokofrekvenčni filtri . The graf pasovnega filtra je prikazano spodaj.
Frekvenčni odziv BPF
Pasovni filter z ± 20 dB / desetletje je lahko sestavljen iz 1. reda HPF (visokofrekvenčni filter) . 1. red LPF (nizkoprepustni filter) je prikazan na naslednji sliki s frekvenčnim odzivom.
Ozkopasovni prehodni filter
Na splošno ozkopasovni filter uporablja več povratnih informacij. To pasovni filter z op-amp kot je prikazano na spodnjem vezju. Glavne značilnosti tega filtra so predvsem naslednje.
Ozkopasovni prehodni filter
Drugo ime tega filtra je filter z več povratnimi informacijami, ker vključuje dva povratna pasova
An op-amp se uporablja v načinu obračanja
The frekvenčni odziv tega filtra je prikazan na naslednji sliki.
Frekvenčni odziv NBPF
Običajno je mogoče ta filter oblikovati za natančne vrednosti sredinske frekvence (fc) in pasovne širine ali osrednje frekvence & BW. The sestavnih delov tega vezja lahko določimo z naslednjimi razmerji. Vsak od C1 in C2 kondenzatorji lahko poenostavimo pri izračunu konstrukcije na C.
R1 = Q / 2∏ fc CAf
R2 = Q / 2∏ fc C (2Q2-Af)
R3 = Q / ∏ fc C
Iz zgornjih enačb Af na srednji frekvenci pomeni ojačanje, torej Af = R3 / 2R1
Toda Af bi moral to izjavo zadovoljiti Od<2Q2
Fc (osrednja frekvenca) več povratnih filtrov je mogoče spremeniti v smeri nove frekvence fc brez spreminjanja pasovne širine ali ojačenja. To lahko dosežemo samo s spreminjanjem R2 v R2 ', tako da
R2 '= R2 * ( fc / fc ) dva
Kalkulator pasovnega filtra
Naslednje vezje je pasivno pasovno filtrirano vezje. Z uporabo tega vezja lahko izračunamo pasivni pasovni filter. Formula za pasivno pasovni filter kalkulator je prikazano spodaj.
Kalkulator pasivnega pasovnega filtra
Za nizko mejno frekvenco = 1 / 2∏R2C2
Za visoko mejno frekvenco = 1 / 2∏R1C1
Podobno lahko izračunamo za aktivni invertirni op-amp BPF in aktivni neinvertirajoči op-amp BPF.
Aplikacije pasovnega filtra
Aplikacije pasovnih filtrov vključujejo naslednje.
- Ti filtri so v veliki meri uporabni za brezžični oddajniki in sprejemniki .
- Ta filter lahko uporabimo za optimizacijo razmerja S / N (signal / šum) in sočutja sprejemnika.
- Glavni namen filtra v oddajnik je omejiti BW izhodnega signala na izbrani pas za komunikacijo.
- BPF se pogosto uporabljajo tudi v optiki, kot npr LIDARJI , laserji itd.
- Najboljša uporaba tega filtra je obdelava zvočnega signala, kjer je potreben določen obseg zvočnih frekvenc, čeprav odstranimo ostale.
- Ti filtri se uporabljajo v sonarjih, instrumentih, medicini in Seizmologija aplikacij
- Ti filtri vključujejo komunikacijski sistemi za izbiro določenega signala med različnimi signali.
Zato gre tukaj za teorija pasovno-prehodnih filtrov ki vključuje vezje z delujočimi vrstami pasovnih filtrov in njihovo uporabo. Iz zgornjih informacij lahko končno zaključimo, da druga področja uporabe teh filtrov vključujejo astronomijo, da ti filtri omogočajo le en del obsega svetlobe v napravi. Ti filtri lahko pomagajo najti, kje se zvezde naslonijo na glavno serijo, prepoznati rdeče premike itd. Tukaj je vprašanje za vas, kaj je aktivni pasovni filter?
