U procesiranje signala , filtri su jedna vrsta uređaja koji se koriste za omogućavanje potrebnih frekvencijskih komponenata, kao i za uklanjanje neželjenih frekvencijskih komponenata. Filtriranje se može definirati kao pozadinski šum povezanog signala može se umanjiti uklanjanjem nekih frekvencija. Krug filtra može se koristiti za objedinjavanje LPF i HPF svojstva u jedini filtar koji se naziva propusnim filtrom. Postoje različiti vrste filtara dostupni kao što su analogni / digitalni, aktivni / pasivni, linearni / nelinearni, vremenska varijanta / vremenska invarijanta. Ovaj članak razmatra pregled pojasni filtra s aplikacijama
Što je opsežni filtar?
The definicija propusnog filtra je krug koji omogućuje protok signala između dvije određene frekvencije, iako dijeli te signale na drugim frekvencijama. Ovi su filtri dostupni u različitim tipovima nekih BPF- pojasni filtar može se izvoditi s vanjskim napajanjem kao i aktivno komponente kao što su integrirani krugovi, tranzistori , koji su imenovani kao aktivni propusni filtar . Slično tome, neki filtri koriste bilo koji izvor napajanja kao i pasivni komponente poput kondenzatora i prigušnica , koji su nazvani pasivnim filtrom pojasa.
Ovi primjenjivi su filtri u bežičnim odašiljačima kao i prijemnicima. U odašiljaču se BPF može koristiti za ograničavanje širine pojasa izlaznog signala na najmanju potrebnu razinu i prijenos podataka željenom brzinom i oblikom. Slično tome, u prijemniku, ovaj filtar omogućuje dekodiranje signala u omiljenom frekvencijskom opsegu, dok se drži podalje od signala na nepotrebnim frekvencijama. Odnos signala i šuma (S / N) prijemnika može se optimizirati BPF-om.
Krug filtra za pojasni prolaz
Najbolji primjer a krug propusnog filtra je RLC krug to je prikazano u nastavku. Ovaj se filtar također može dizajnirati objedinjavanjem LPF i HPF. U BPF-u Bandpass prikazuje neku vrstu filtra, inače postupak filtriranja. Treba ga razlikovati od propusnog opsega koji se odnosi na stvarni dio spektra pod utjecajem. Idilični propusni filtar nema pojačanje i slabljenje, tako da je potpuno propusni opseg. To će potpuno oslabiti svaku frekvenciju izvan propusnog opsega.
Krug filtra za pojasni prolaz
Propusni filtar u praksi nije idealan i ne umanjuje potpuno svaku frekvenciju izvan željenog izbora frekvencije. Naročito postoji odjeljak koji se nalazi izvan predloženog propusnog opsega gdje god su frekvencije oslabljene, no ne odbacuju se, što se naziva poput odvrtanja filtra, i obično je navedeno u dB slabljenja za svaku oktavu, inače desetljeće frekvencije. Općenito, dizajn filtra čini se da je odvijanje što je moguće tanji, što omogućava filtru da radi predloženi dizajn. To se često može postići trošenjem mreškanja propusnog opsega, inače valovitog zaustavnog pojasa.
Filtar širina pojasa može se definirati kao različitost među gornjom i donjom frekvencijom. Faktor oblika je udio širine pojasa izračunat s dvije različite vrijednosti slabljenja za određivanje granične frekvencije, Na primjer, faktor oblika 2: 1 pri 20/2 dB znači da je širina pojasa izračunata među frekvencijama pri slabljenju od 20 dB dvostruka koja se izračunava među frekvencijama pri slabljenju od 2 dB. Optički BPF-ovi obično se koriste u fotografiji, kao i za osvjetljenje u kazalištu. Ovakve vrste filtara imaju obris prozirnog obojenog filma, inače listova.
Različite vrste filtra pojasa
Kategorizacija propusnog filtra može se izvršiti u dvije vrste, poput širokopojasnog filtra, kao i uskopojasni filtar .
Širokopojasni filtar
WBF ili širokopojasni filtar (WBF) se može oblikovati ispuštanjem niskopropusnih i visokopropusnih segmenata, što je obično drugačiji krug namijenjen jednostavnom dizajniranju i ponašanju.
Širokopojasni filtar
Prepoznat je s nizom praktičnih sklopova. Propusni filtar s ± 20 dB / desetljeće može se oblikovati pomoću dvije sekcije poput niskopropusnog 1. reda kao i visokopropusnih sekcija. Slično tome, pojasni filtar s ± 40 dB / desetljeće može se oblikovati spajanjem dvaju filtara drugog reda u seriju, naime niskopropusnog i visokopropusnog filtra (HPF). To znači da se redoslijedom opsega filtra (BPF) vlada redoslijedom low pass & visokopropusni filtri . The pojasni filtar graf prikazano je dolje.
Frekvencijski odgovor BPF-a
Pojasni filtar s ± 20 dB / desetljeće može se sastojati od 1. reda HPF (visokopropusni filtar) . 1. red LPF (niskopropusni filtar) prikazan je na sljedećoj slici svojim frekvencijskim odzivom.
Propusni filtar uskog pojasa
Općenito, uskopojasni filtar koristi nekoliko povratnih informacija. Ovaj pojasni filtar pomoću op-pojačala kao što je prikazano na sljedećem dijagramu sklopa. Glavne značajke ovog filtra uglavnom uključuju sljedeće.
Propusni filtar uskog pojasa
Drugi naziv ovog filtra je filtar s više povratnih informacija jer uključuje dvije povratne trake
An op-pojačalo koristi se u načinu invertiranja
The frekvencijski odziv ovog filtra prikazan je na sljedećoj slici.
Frekvencijski odgovor NBPF
Obično se projektiranje ovog filtra može izvesti za točne vrijednosti središnje frekvencije (fc) i širine pojasa ili središnje frekvencije & BW. The komponente ovog kruga može se odrediti sljedećim odnosima. Svaki od C1 i C2 kondenzatori može se odvesti do C radi pojednostavljenja proračuna dizajna.
R1 = Q / 2∏ fc CAf
R2 = Q / 2∏ fc C (2Q2-Af)
R3 = Q / ∏ fc C
Iz gornjih jednadžbi, na srednjoj frekvenciji Af označava dobitak, dakle Af = R3 / 2R1
Ali, Af bi trebao udovoljiti ovoj izjavi Od<2Q2
Fc (središnja frekvencija) višestrukih povratnih filtara može se izmijeniti prema novoj frekvenciji fc bez promjene širine pojasa ili pojačanja. To se može postići samo mijenjanjem R2 u R2 ’tako da
R2 '= R2 * ( fc / fc )dva
Band Pass filter filter
Sljedeći je krug pasivni opsežni filtar. Korištenjem ovog sklopa možemo izračunati pasivni propusni filtar. Formula za pasiv pojasni filtar kalkulator prikazano je dolje.
Kalkulator pasivnog propusnog filtra
Za nisku graničnu frekvenciju = 1 / 2∏R2C2
Za visoku graničnu frekvenciju = 1 / 2∏R1C1
Slično tome, možemo izračunati za aktivni invertirajući op-amp BPF i aktivni neinvertirajući op-amp BPF.
Primjene filtra pojasa
Primjene opsežnih filtara uključuju sljedeće.
- Ovi su filtri općenito primjenjivi na bežični odašiljači i prijemnici .
- Ovaj se filtar može koristiti za optimizaciju odnosa S / N (signal-šum), kao i suosjećanja prijamnika.
- Glavna svrha filtra u odašiljač je ograničiti BW izlaznog signala na odabrani opseg za komunikaciju.
- BPF-ovi se također široko koriste u optici kao što je LIDARI , laseri itd.
- Najbolja primjena ovog filtra je obrada audio signala, gdje god je potreban određeni raspon frekvencija zvuka, iako se uklanjaju ostale.
- Ovi su filtri primjenjivi u sonarima, instrumentima, medicini i Seizmologija aplikacije
- Ovi filtri uključuju komunikacijski sustavi za odabir određenog signala iz različitih signala.
Stoga se ovdje radi o teorija propusnog filtra što uključuje, shemu spojeva s radom, vrste opsežnih filtara i njihove primjene. Iz gornjih podataka, konačno, možemo zaključiti da druga područja primjene ovih filtara uključuju u astronomiju, ti filtri dopuštaju samo jedan dio područja svjetlosti u uređaju. Ovi filtri mogu pomoći u pronalaženju gdje god se zvijezde zavaljuju u glavnoj seriji, prepoznavanju crvenih pomaka itd. Evo pitanja za vas, što je aktivni propusni filtar?
