Aktivní pásmový filtr: 9 faktů, které byste měli vědět! -

Definice aktivního pásmového filtru
Passband & Stopband
Jak funguje aktivní pásmový filtr?
Typy aktivního pásmového filtru
Frekvenční odezva a časová odezva
Přenosová funkce aktivního BPF
Aplikace aktivního BPF
Výhody
Srovnání mezi aktivním pásmovým filtrem a aktivním pásmovým zastavovacím filtrem
Krátká poznámka k filtru All-Pass

Definice bandpass filtru:

"Pásmový filtr (BPF) je elektronický filtr nebo zařízení, které přenáší frekvence v určitém rozsahu a odmítá nebo tlumí frekvenci mimo konkrétní rozsah. “

Aktivní pásmový filtr je nyní filtr, který se skládá z aktivních komponent a má pásmo mezi dvěma mezními frekvencemi, f_ce (nižší mezní frekvence), a f_cu (horní mezní frekvence) taková f_cu>f_ce. Všechny ostatní frekvence mimo propustné pásmo jsou oslabené.

Passband - "Pass-band je konkrétní rozsah frekvencí, kterými filtr prochází uvnitř."

Stopband - "Filtr vždy nese filtry v daném pásmu a odmítá frekvence, které jsou pod daným rozsahem." Tento konkrétní rozsah se nazývá Stopband".

Princip fungování filtru s aktivní propustností pásma:

Šířka pásma:

V aktivním pásmovém filtru je rozsah frekvence mezi dvěma mezními frekvencemi, f_cea f_cu, se nazývá šířka pásma.

BW = (f_cu-f_cl)

Šířka pásma tohoto filtru není soustředěna hlavně na rezonanční frekvenci, tj. F_r.

Můžeme snadno vypočítat rezonanční frekvenci (f_r) pokud známe hodnotu f_cua f_cl

Pokud je šířka pásma a 'f_r„jsou známy, mezní frekvence lze získat z,

f_cu = (f_cl+ BW)

Existují dva typy Band Pass filtru, jsou -

Širokopásmový filtr:

Filtr Wide Bandpass má šířku pásma, dvojnásobnou nebo čtvrtou, své rezonanční frekvence.

Tento filtr je vytvořen kaskádováním obvodu nízkoprůchodového a hornoprůchodového filtru.

Širokopásmový filtr poskytuje mezní frekvenci pro dolní propust, která je větší než frekvence pro horní propust.

Vlastnosti širokopásmového filtru

V širokopásmovém filtru by měla být mezní frekvence dolní propusti desetkrát nebo vícekrát než mezní frekvence horní propusti přítomná v obvodu.
Každá část filtru (LPF a HPF) přítomná v širokém BPF by měla mít stejný zisk pásma.
Horní propust určuje dolní mezní frekvenci f_cl.
Projekt dolní propust určuje vyšší mezní kmitočet fcu.
Zisk je vždy maximální na rezonanční frekvenci, f_ra rovná se zisku propustného pásma pro oba filtry.

Frekvenční odezva aktivního filtru pásma:

Zde,

Velikost zesílení napětí pásmového filtru se rovná velikosti zesílení napětí filtru s vysokou propustí a filtru s nízkou propustí.

Kde,

A_FL,A_FH= zesílení pásma propusti pro dolní propust a horní propust,

f = frekvence vstupního signálu (Hz);

f_CL= nižší mezní frekvence (Hz);

f_CU= vyšší mezní frekvence (Hz);

Střední frekvence =

ÚZKÝ PÁSMOVÝ FILTR: Obecně platí, že úzký pásmový filtr je vyroben z více zpětné vazby obvod s jedním operačním zesilovačem.

Charakteristika úzkého pásmového filtru:

Úzkopásmový filtr se skládá ze dvou různých bloků, tj. Dvou cest zpětné vazby; proto je známý jako „Filtr více zpětné vazby“.
Zde se používá obrácený operační zesilovač.
Můžeme změnit střední frekvenci bez změny zisku nebo šířky pásma tohoto filtru.

Zisk filtru

Šířka pásma

Přenosová funkce aktivního pásmového filtru:

Co je funkce přenosu?

"Přenosová funkce je komplexní číslo, které má velikost i fázi. V případě filtrů pomáhá přenosová funkce zavést fázový rozdíl mezi vstupem a výstupem. "

Potřeba pásmového filtru je vyrobena z nejméně dvou energeticky úsporných prvků, kterými jsou kondenzátor a induktor. Filtr pásmové propusti prvního řádu tedy není možný. Přenosovou funkci filtru druhého pásma lze odvodit jako;

Kde T₁=R₁C₁, T₂=R₂C₂ T₃=R₃C₃

Aplikace aktivního filtru pásma:

Aktivní pásmový filtr se používá v optice jako LASER.
V obvodech audio zesilovačů jsou široce používány pásmové filtry.
Filtry pásmové propusti se používají k výběru signálů se specifickou šířkou pásma v komunikačním systému.
Při zpracování zvukového signálu se používá tento filtr.
BPF se používá k detekci poměru signálu k šumu a citlivosti přijímače.

Výhoda použití bandpass filtru:

Aktivní pásmová propust řídí hlavně úzkopásmová a pásmová pásma. Rovněž odstraňuje zkreslení a má ostrou selektivitu. Díky vynikajícímu elektrickému výkonu a mechanické spolehlivosti je BPF široce používán jako komunikační pole.

Rozdíl mezi pásmovým filtrem a filtrem zastavení pásma:

Pásmový filtr přenáší frekvence v daném pásmu a zeslabuje všechny ostatní frekvence pod rozsahem. Naproti tomu filtr band-stop dělá pravý opak a tlumí všechny frekvence nad daným frekvenčním rozsahem.

Kromě toho pásmový filtr odstraňuje energie mimo pásmo, ale pásmový filtr vůbec neodstraňuje všechny síly mimo pásmo.

Co je All-Pass filtr?

An aktivní all-pass filtr prochází všechny frekvenční složky vstupního signálu bez útlumu a poskytuje určité fázové posuny mezi vstupním a výstupním signálem.

Všechny propusti se obecně používají v digitálních reverberátorech. Když jsou signály přenášeny přes přenosové linky z jednoho konce na druhý procházejí některými fázovými změnami. Aby se zabránilo takovým fázovým změnám a ztrátám, používají se celopropustné filtry.

Kondenzátor vytváří invertující zesilovač při vysokých frekvencích, který je ve zkratu.

Kondenzátor je otevřený obvod, když je frekvence nízká, a vytváří jednotu získat napětí buffer, tj. nedojde k žádnému fázovému posunu.

Při rohové frekvenci ω = 1 / RC generuje obvod 90˚ posun. To znamená, že se zdá, že výstup je zpožděn o čtvrtinu od vstupu.

Chcete-li si přečíst více o elektronice klikněte zde