Пассивные полосовые фильтрыможно сделать, соединив вместе фильтр нижних частот с фильтром верхних частот
Пассивный полосовой фильтр можно использовать для изоляции или фильтрации определенных частот, которые лежат в определенной полосе или диапазоне частот.Частотой среза или точкой ƒc в простом пассивном RC-фильтре можно точно управлять, используя только один резистор, включенный последовательно с неполяризованным конденсатором, и в зависимости от того, каким образом они соединены, мы видели, что либо фильтр нижних частот или получается фильтр верхних частот.
Одним из простых применений этих типов пассивных фильтров является применение в аудиоусилителях или схемах, таких как кроссоверные фильтры громкоговорителей или регуляторы тембра предварительного усилителя.Иногда необходимо пройти только определенный диапазон частот, которые не начинаются с 0 Гц (DC) или заканчиваются какой-либо верхней точкой высоких частот, но находятся в пределах определенного диапазона или полосы частот, узкой или широкой.
Соединяя или «каскадируя» вместе одну схему фильтра нижних частот со схемой фильтра высоких частот, мы можем создать другой тип пассивного RC-фильтра, который пропускает выбранный диапазон или «полосу» частот, которые могут быть либо узкими, либо широкими, при этом ослабляя все тех, кто находится за пределами этого диапазона.Этот новый тип устройства пассивного фильтра создает частотно-избирательный фильтр, обычно известный 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 пределах определенной «полосы» или «разброса» частот, не искажая входной сигнал. сигнала или внесения дополнительных шумов.Эта полоса частот может быть любой ширины и широко известна как полоса частот фильтра.
Полоса пропускания обычно определяется как диапазон частот, который существует между двумя заданными точками отсечки частоты ( ƒc ), которые находятся на 3 дБ ниже максимального центрального или резонансного пика, при этом затухая или ослабляя другие точки за пределами этих двух точек.
Затем для широко распространенных частот мы можем просто определить термин «полоса пропускания», BW как разницу между нижней частотой среза (ƒcLOWER) и верхней частотой среза (ƒcHIGHER) точками.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 выделения или фильтрации определенных частот, лежащих в определенной полосе частот, например, для шумоподавления.Полосовые фильтры обычно известны как фильтры второго порядка (двухполюсные), потому что они имеют «два» реактивных компонента, конденсаторы, в своей схеме.Один конденсатор в цепи нижних частот и другой конденсатор в цепи верхних частот.
Диаграмма Боде или кривая частотной характеристики выше показывает характеристики полосового фильтра.Здесь сигнал ослабляется на низких частотах с выходным сигналом, увеличивающимся с наклоном +20 дБ/декада (6 дБ/октава), пока частота не достигнет «нижней точки среза» 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 работать с максимальным усилением, пока не достигнет «верхней точки отсечки» ƒH, где выходной сигнал снижается со скоростью -20 дБ/декада (6 дБ/октава), ослабляя любые высокочастотные сигналы.Точка максимального усиления на выходе обычно представляет собой среднее геометрическое двух значений -3 дБ между нижней и верхней точками отсечки и называется значением «центральной частоты» или «резонансного пика» ƒr.Это среднее геометрическое значение рассчитывается как ƒr 2 = ƒ(ВЕРХНИЙ) x ƒ(НИЖНИЙ).
Aполосовой фильтрсчитается фильтром второго порядка (двухполюсным), поскольку он имеет «два» реактивных компонента в своей схемной структуре, тогда фазовый угол будет вдвое больше, чем у ранее встречавшихся фильтров первого порядка, т. е. 180°.Фазовый угол выходного сигнала ОПЕРЕЖАЕТ угол фазы входного сигнала на +90° до центральной или резонансной частоты, точка ƒr, где он становится «нулевым» градусам (0°) или «синфазным», а затем изменяется на LAG входа на - 90° по мере увеличения 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.
Устройства стандартно 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 указать необходимые вам характеристики.
Время публикации: 06 сентября 2022 г.
