Пассивные полосовые фильтрыможно сделать, соединив фильтр нижних частот с фильтром верхних частот.
Пассивный полосовой фильтр можно использовать для изоляции или фильтрации определенных частот, лежащих в определенной полосе или диапазоне частот. Частоту среза или точку ƒc в простом пассивном RC-фильтре можно точно контролировать, используя всего лишь один резистор, включенный последовательно с неполяризованным конденсатором, и в зависимости от того, как они подключены, мы видели, что либо низкочастотный фильтр, или получается фильтр верхних частот.
Одно из простых применений этих типов пассивных фильтров — это приложения или схемы аудиоусилителей, такие как кроссоверные фильтры громкоговорителей или регуляторы тембра предварительного усилителя. Иногда необходимо передать только определенный диапазон частот, который не начинается на 0 Гц (постоянный ток) и не заканчивается в какой-то верхней высокочастотной точке, но находится в определенном диапазоне или полосе частот, узкой или широкой.
Соединив или «каскадировав» одну схему фильтра нижних частот со схемой фильтра верхних частот, мы можем создать другой тип пассивного RC-фильтра, который пропускает выбранный диапазон или «полосу» частот, которые могут быть как узкими, так и широкими, ослабляя при этом все те, кто находится за пределами этого диапазона. Этот новый тип пассивного фильтра создает частотно-селективный фильтр, известный обычно как полосовой фильтр или сокращенно BPF.
В отличие от фильтра нижних частот, который пропускает только сигналы низкочастотного диапазона, или фильтра верхних частот, который пропускает сигналы более высокого частотного диапазона, полосовые фильтры пропускают сигналы в определенной «полосе» или «разбросе» частот, не искажая входной сигнал. сигнал или внесение дополнительного шума. Эта полоса частот может иметь любую ширину и широко известна как полоса пропускания фильтров.
Полоса пропускания обычно определяется как диапазон частот, который существует между двумя указанными точками среза частоты ( ƒc ), которые на 3 дБ ниже максимального центрального или резонансного пика, при этом ослабляя или ослабляя другие точки за пределами этих двух точек.
Тогда для широко распространенных частот мы можем просто определить термин «полоса пропускания», BW, как разницу между нижней частотой среза ( ƒcLOWER ) и более высокой частотой среза ( ƒcHIGHER ). Другими словами, BW = ƒH – ƒL. Очевидно, что для правильной работы полосового фильтра частота среза фильтра нижних частот должна быть выше, чем частота среза фильтра верхних частот.
«Идеальный» полосовой фильтр также можно использовать для изоляции или фильтрации определенных частот, лежащих в определенной полосе частот, например, для шумоподавления. Полосовые фильтры обычно известны как фильтры второго порядка (двухполюсные), поскольку в их схеме имеются «два» реактивных компонента — конденсатора. Один конденсатор в цепи нижних частот и другой конденсатор в цепи верхних частот.
График Боде или кривая частотной характеристики выше показывает характеристики полосового фильтра. Здесь сигнал ослабляется на низких частотах, при этом выходной сигнал увеличивается с наклоном +20 дБ/декаду (6 дБ/октава), пока частота не достигнет точки «нижней границы» ƒL. На этой частоте выходное напряжение снова составляет 1/√2 = 70,7% значения входного сигнала или -3 дБ (20*log(VOUT/VIN)) входного сигнала.
Выходной сигнал продолжает иметь максимальное усиление до тех пор, пока не достигнет точки «верхней границы» ƒH, где выходной сигнал снижается со скоростью -20 дБ/декада (6 дБ/октава), ослабляя любые высокочастотные сигналы. Точка максимального выходного усиления обычно представляет собой среднее геометрическое двух значений -3 дБ между нижней и верхней точками среза и называется значением «центральной частоты» или «резонансного пика» ƒr. Это среднее геометрическое значение рассчитывается как ƒr 2 = ƒ(ВЕРХНИЙ) x ƒ(НИЖНИЙ).
Aполосовой фильтррассматривается как фильтр второго порядка (двухполюсный), поскольку он имеет «два» реактивных компонента в своей схемной структуре, то фазовый угол будет в два раза больше, чем у ранее встречавшихся фильтров первого порядка, т. е. 180°. Фазовый угол выходного сигнала ОПЕРЕЖАЕТ фазовый угол входного сигнала на +90° до центральной или резонансной частоты, в той точке, где он становится «нулевым» градусом (0°) или «синфазным», а затем изменяется на отставание от входного сигнала на - 90° при увеличении выходной частоты.
Верхняя и нижняя точки частоты среза для полосового фильтра могут быть найдены с использованием той же формулы, что и для фильтров нижних и верхних частот. Например.
В стандартной комплектации устройства поставляются с гнездовыми разъемами SMA или N или разъемами 2,92 мм, 2,40 мм и 1,85 мм для высокочастотных компонентов.
Мы также можем настроить полосовой фильтр в соответствии с вашими требованиями. Вы можете войти на страницу настройки, чтобы предоставить необходимые вам характеристики.
Время публикации: 6 сентября 2022 г.
