Sa pagpoproseso ng signal , ang mga filter ay isang uri ng mga aparato na ginagamit para sa pagpapahintulot sa kinakailangang mga bahagi ng dalas pati na rin ang pag-aalis ng mga hindi nais na bahagi ng dalas. Maaaring tukuyin ang pag-filter bilang ang pag-interface ng ingay sa background ng signal ay maaaring mabawasan sa pamamagitan ng pag-alis ng ilang mga frequency. Maaaring magamit ang circuit ng filter para sa pag-iisa ng LPF at HPF mga pag-aari sa isang tanging filter na kung saan ay termed bilang isang band pass filter. Mayroong iba't ibang mga uri ng filter magagamit tulad ng analog / digital, aktibo / passive, linear / nonlinear, time-variant / time invariant. Tinalakay ng artikulong ito ang isang pangkalahatang-ideya ng filter ng pass ng banda na may mga application
Ano ang Filter ng Band Pass?
Ang kahulugan ng band pass filter ay isang circuit na nagpapahintulot sa mga signal na dumaloy sa dalawang partikular na frequency, kahit na hinahati ang mga signal na ito sa iba pang mga frequency. Ang mga filter na ito ay magagamit sa iba't ibang uri ng ilan sa BPF- disenyo ng filter ng band pass ay maaaring gawin sa isang panlabas na lakas pati na rin ang aktibo mga sangkap tulad ng mga integrated circuit, transistors , na pinangalanan bilang an filter ng pass ng aktibong banda . Katulad nito, ang ilan sa mga filter ay gumagamit ng anumang uri ng mapagkukunan ng kuryente pati na rin passive mga bahagi tulad ng capacitor at inductors , na pinangalanan bilang isang passive band pass filter.
Ang mga ito nalalapat ang mga filter sa mga wireless transmiter pati na rin ang mga tatanggap. Sa isang transmiter, maaaring magamit ang isang BPF upang limitahan ang bandwidth ng output signal patungo sa minimum na kinakailangang antas at paglilipat ng data sa ginustong bilis at form. Katulad nito, sa isang tatanggap, hinahayaan ng filter na ito ang mga signal sa isang napaboran na saklaw ng dalas na ma-decode, habang ang pag-iingat sa mga signal sa hindi kinakailangang mga frequency. Ang signal sa ingay (S / N) na ratio ng isang tatanggap ay maaaring ma-optimize ng isang BPF.
Circuit ng Filter ng Band Pass
Ang pinakamahusay na halimbawa ng a band pass circuit circuit ay ang RLC circuit na ipinakita sa ibaba. Ang filter na ito ay maaari ding idisenyo sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng isang LPF at HPF. Sa BPF, ang Bandpass ay naglalarawan ng isang uri ng filter kung hindi man ang pamamaraan ng pag-filter. Ito ay upang maiiba mula sa passband na tumutukoy sa totoong seksyon ng naimpluwensyang spectrum. Ang isang idyllic bandpass filter ay walang pakinabang at pagpapalambing, kaya ito ay ganap na antas ng passband. Na ganap na magpapalambing sa bawat isa sa mga frequency sa labas ng passband.
Circuit ng Filter ng Band Pass
Praktikal, ang filter ng bandpass ay hindi perpekto at hindi pinapahina ang bawat isa sa mga frequency sa labas ng ginustong pagpipilian ng dalas nang buo. Partikular, mayroong isang seksyon sa labas lamang ng iminungkahing pass band saanman ang mga frequency ay pinalambing, subalit hindi itinapon na tinatawag na tulad ng filter roll-off, at kadalasan, ito ay tinukoy sa dB ng pagpapalambing para sa bawat oktaba kung hindi man dekada ng dalas. Sa pangkalahatan, ang disenyo ng filter ay mukhang mabuo ang roll-off na manipis hangga't maaari, samakatuwid hinayaan ang filter na gawin ang iminungkahing disenyo. Kadalasan, maaari itong makamit sa paggasta ng passband ripple kung hindi man ay stopband ripple.
Ang filter maaaring tukuyin ang bandwidth bilang ang hindi pagkakapareho sa itaas ng dalas pati na rin ang mas mababang dalas. Ang form factor ay ang maliit na bahagi ng mga bandwidth na kinakalkula na may dalawang hindi magkatulad na halaga ng pagpapalambing para sa pagtukoy ng dalas ng cut-off, Halimbawa., Isang form factor na 2: 1 sa 20/2 dB nangangahulugang ang bandwidth na kinakalkula sa mga frequency sa 20 dB pagpapalambing ay doble na kinakalkula kasama ng mga frequency sa 2 dB pagpapalambing. Ang mga optikal na BPF ay karaniwang ginagamit sa pagkuha ng litrato pati na rin ang gawaing ilaw sa teatro. Ang mga ganitong uri ng mga filter ay kumukuha ng balangkas ng isang malinaw na may kulay na pelikula kung hindi man sheet.
Iba't ibang Mga Uri ng Mga Filter ng Band Pass
Ang pagkakakategorya ng filter ng bandpass ay maaaring gawin sa dalawang uri tulad ng malawak na filter ng bandpass pati na rin makitid na band pass filter .
Malawak na Filter ng Pass ng Band
Isang WBF o malawak na filter ng bandpass (WBF) ay maaaring mabuo sa pamamagitan ng pag-drop ng mababang pass pati na rin ang mga high pass segment na karaniwang isang iba't ibang circuit na inilaan para sa simpleng disenyo at kilos.
Malawak na Filter ng Pass ng Band
Kinikilala ito sa isang bilang ng mga praktikal na circuit. Ang isang filter ng bandpass na may ± 20 dB / dekada ay maaaring mabuo sa pamamagitan ng paggamit ng dalawang seksyon tulad ng isang 1st order low pass pati na rin ang mga seksyon ng mataas na pass ay maaaring mahulog. Katulad nito, ang isang bandpass filter na may ± 40 dB / dekada ay maaaring mabuo sa pamamagitan ng pagkonekta ng dalawang pangalawang pagkakasunud-sunod ng mga filter sa serye katulad ng mababang pass at high-pass filter (HPF). Nangangahulugan ito na ang pagkakasunud-sunod ng filter ng bandpass (BPF) ay pinasiyahan sa pagkakasunud-sunod ng low pass & mataas na pass filter . Ang graph ng filter ng bandpass ay ipinapakita sa ibaba.
Tugon ng Frequency ng BPF
Ang isang filter ng bandpass na may ± 20 dB / dekada ay maaaring ay binubuo ng isang ika-1 order HPF (high pass filter) . Isang 1st order LPF (low-pass filter) ay ipinapakita sa sumusunod na pigura sa pamamagitan ng tugon sa dalas nito.
Makitid na Band Pass Filter
Pangkalahatan, ang isang makitid na filter ng bandpass ay gumagamit ng maraming mga feedback. Ito filter ng bandpass gamit ang isang op-amp tulad ng ipinakita sa sumusunod na diagram ng circuit. Pangunahing isinasama ng mga pangunahing tampok ng filter na ito ang mga sumusunod.
Makitid na Band Pass Filter
Ang isa pang pangalan ng filter na ito ay isang maramihang filter ng feedback dahil nagsasama ito ng dalawang linya ng feedback
Isang op-amp ay ginagamit sa inverting mode
Ang tugon sa dalas ng filter na ito ay ipinapakita sa sumusunod na figure.
Tugon ng Frequency ng NBPF
Karaniwan, ang pagdidisenyo ng filter na ito ay maaaring gawin para sa eksaktong mga halaga ng center frequency (fc) & bandwidth o center frequency & BW. Ang mga sangkap ng circuit na ito ay maaaring matukoy ng mga sumusunod na relasyon. Ang bawat isa sa C1 at C2 mga capacitor maaaring dalhin sa C para sa mga pagpapasimple ng pagkalkula ng disenyo.
R1 = Q / 2∏ fc CAf
R2 = Q / 2∏ fc C (2Q2-Af)
R3 = Q / ∏ fc C
Mula sa mga equation sa itaas, sa gitnang dalas ng Af ay nagpapahiwatig ng nakuha, sa gayon Af = R3 / 2R1
Ngunit, dapat na masiyahan ng Af ang pahayag na ito Ng<2Q2
Ang maramihang mga filter ng feedback 'fc (gitnang dalas) ay maaaring mabago patungo sa isang nobela ng dalas ng nobela na walang pagbabago sa bandwidth o makakuha. Maaari itong makamit sa pamamagitan lamang ng pagbabago ng R2 sa R2 ’nang sa gayon
R2 '= R2 * ( fc / fc )dalawa
Calculator ng Filter ng Band Pass
Ang sumusunod na circuit ay ang passive bandpass filter circuit. Sa pamamagitan ng paggamit ng circuit na ito maaari nating kalkulahin ang passive bandpass filter. Ang formula para sa passive calculator ng bandpass filter ay ipinapakita sa ibaba.
Calculator ng Passive Band Pass Filter
Para sa mababang cut off frequency = 1 / 2∏R2C2
Para sa mataas na cut off frequency = 1 / 2∏R1C1
Katulad nito, maaari nating kalkulahin para sa aktibong pag-invert ng op-amp BPF, at aktibong hindi pag-invert na op-amp na BPF.
Mga Application ng Filter ng Band Pass
Kasama sa mga application ng mga filter ng bandpass ang sumusunod.
- Malawakang nalalapat ang mga filter na ito mga wireless transmiter at tatanggap .
- Ang filter na ito ay maaaring magamit upang ma-optimize ang S / N ratio (signal-to-noise) pati na rin ang kahabagan ng isang tatanggap.
- Ang pangunahing layunin ng filter sa ang transmiter ay upang limitahan ang BW ng output signal sa napiling banda para sa komunikasyon.
- Malawakang ginagamit din ang mga BPF sa optika tulad ng LIDARS , laser, atbp.
- Ang pinakamahusay na aplikasyon ng filter na ito ay ang pagpoproseso ng audio signal, saanman kinakailangan ang isang tukoy na saklaw ng mga frequency ng tunog bagaman aalisin ang natitira.
- Nalalapat ang mga filter na ito sa sonar, instrumento, medikal, at Seismology mga aplikasyon
- Kasama ang mga filter na ito mga sistema ng komunikasyon para sa pagpili ng isang partikular na signal mula sa iba't ibang mga signal.
Samakatuwid, ito ay tungkol sa lahat teorya ng band-pass filter na kinabibilangan, circuit diagram na may pagtatrabaho, mga uri ng mga filter ng bandpass at mga aplikasyon nito. Mula sa impormasyon sa itaas, sa wakas maaari nating tapusin na ang iba pang mga larangan ng mga aplikasyon ng mga filter na ito ay kasama sa astronomiya, pinapayagan lamang ng mga filter na ito ang isang seksyon lamang ng saklaw ng ilaw sa isang aparato. Ang mga filter na ito ay maaaring makatulong sa paghanap kung saan man nakasalalay ang mga bituin sa pangunahing serye, kinikilala ang mga redshift, atbp. Narito ang isang katanungan para sa iyo, ano ang isang aktibong filter ng bandpass?
