Sisään signaalinkäsittely , suodattimet ovat eräänlaisia laitteita, joita käytetään tarvittavien taajuuskomponenttien sallimiseen sekä poistetaan ei-toivotut taajuuskomponentit. Suodatus voidaan määritellä siten, että rajapintasignaalin taustakohinaa voidaan vähentää poistamalla joitain taajuuksia. Suodattimen piiriä voidaan käyttää LPF ja HPF ominaisuudet ainoaksi suodattimeksi, jota kutsutaan kaistanpäästösuodattimeksi. On olemassa erilaisia erilaisia suodattimia saatavana, kuten analoginen / digitaalinen, aktiivinen / passiivinen, lineaarinen / epälineaarinen, aika-muunnos / aika-invariantti. Tässä artikkelissa käsitellään yleiskatsausta kaistanpäästösuodattimesta sovellusten kanssa
Mikä on Band Pass Filter?
kaistanpäästösuodattimen määritelmä on piiri, joka sallii signaalien virrata kahden erityisen taajuuden välillä, vaikka jakaa nämä signaalit muilla taajuuksilla. Näitä suodattimia on saatavana erityyppisissä osissa BPF- kaistanpäästösuodattimen suunnittelu voidaan tehdä sekä ulkoisella virralla että aktiivisella komponentit, kuten integroidut piirit, transistorit , jotka on nimetty aktiivinen kaistanpäästösuodatin . Vastaavasti jotkut suodattimet käyttävät mitä tahansa virtalähdettä sekä passiivista komponentit, kuten kondensaattorit ja induktorit , jotka on nimetty passiiviseksi kaistanpäästösuodattimeksi.
Nämä suodattimet ovat käytettävissä langattomissa lähettimissä ja vastaanottimissa. Lähettimessä BPF: ää voidaan käyttää lähtösignaalin kaistanleveyden rajoittamiseen kohti vähimmäistasoa ja tiedonsiirtoa edullisella nopeudella ja muodossa. Samoin vastaanottimessa tämä suodatin sallii suositellulla taajuusalueella olevien signaalien dekoodaamisen, samalla kun se pidetään kaukana tarpeettomilla taajuuksilla olevista signaaleista. Vastaanottimen signaali-kohinasuhde (S / N) voidaan optimoida BPF: llä.
Kaistanpäästösuodatinpiiri
Paras esimerkki a kaistanpäästösuodatinpiiri on RLC-piiri joka näkyy alla. Tämä suodatin voidaan suunnitella myös yhdistämällä LPF ja HPF. BPF: ssä Bandpass kuvaa eräänlaista suodatinta, muuten suodatusmenettelyä. Se on erotettava päästökaistasta, joka viittaa vaikuttavan spektrin todelliseen osaan. Idyllisellä kaistanpäästösuodattimella ei ole vahvistusta ja vaimennusta, joten se on täysin tasainen päästökaista. Tämä vaimentaa täysin kaikkia taajuusalueita, jotka ovat ulkopuolisen pääsyalueen ulkopuolella.
Kaistanpäästösuodatinpiiri
Käytännössä kaistanpäästösuodatin ei ole ihanteellinen, eikä se vaimenna kaikkia suositellun taajuusvalinnan ulkopuolisia taajuuksia. Erityisesti on osa ehdotetun päästökaistan ulkopuolella, missä taajuuksia vaimennetaan, mutta jota ei kuitenkaan hylätä ja jota kutsutaan suodattimen vierimisen tavoin, ja tavallisesti se määritetään vaimennuksen desibeleinä kutakin taajuusvuosikymmenvuotta kohden. Suodatinrakenne näyttää yleensä rakentavan roll-offin mahdollisimman ohueksi, jolloin suodatin antaa suunnitellun suunnitelman. Usein tämä voidaan saavuttaa päästökaistan aaltoilun kustannuksella, muuten pysäytyskaistan aaltoilu.
Suodatin kaistanleveys voidaan määritellä ero ylemmän ja alemman taajuuden välillä. Muotokerroin on kaistanleveyksien osuus, joka on laskettu kahdella eri vaimennusarvolla rajataajuuden määrittämiseksi. Esimerkiksi muotokerroin 2: 1 20/2 dB: llä tarkoittaa, että taajuus, joka lasketaan 20 dB: n vaimennuksella, on kaksinkertainen joka lasketaan taajuuksien välillä 2 dB: n vaimennuksella. Optisia BPF-levyjä käytetään yleisesti valokuvaus- ja valaistustöissä teatterissa. Tällaiset suodattimet ottavat selkeän värillisen kalvon ääriviivat, muuten arkki.
Erilaiset kaistanpäästösuodattimet
Kaistanpäästösuodattimen luokittelu voidaan tehdä kahdessa tyypissä, kuten leveä kaistanpäästösuodatin kapeakaistainen suodatin .
Laajakaistainen suodatin
WBF tai leveä kaistanpäästösuodatin (WBF) voidaan muodostaa pudottamalla alipäästö- ja ylipäästösegmentit, mikä on yleensä erilainen piiri, joka on tarkoitettu yksinkertaiseen suunnitteluun ja toimintaan.
Laajakaistainen suodatin
Se tunnistetaan useilla käytännön piireillä. Kaistanpäästösuodatin, jonka nopeus on ± 20 dB / vuosikymmen, voidaan muodostaa käyttämällä kahta osaa, kuten 1. kertaluvun alipäästö, samoin kuin ylipäästöosat voidaan pudottaa. Vastaavasti kaistanpäästösuodatin ± 40 dB / vuosikymmenellä voidaan muodostaa yhdistämällä kaksi toisen asteen suodatinta sarjaan, nimittäin alipäästösuodatin ja ylipäästösuodatin (HPF). Tämä tarkoittaa, että kaistanpäästösuodattimen (BPF) järjestystä hallitaan alipäästö & ylipäästösuodattimet . kaistanpäästösuodattimen kaavio näkyy alla.
BPF: n taajuusvaste
Kaistanpäästösuodatin ± 20 dB / vuosikymmen voi koostua 1. järjestyksestä HPF (ylipäästösuodatin) . 1. järjestys LPF (alipäästösuodatin) on esitetty seuraavassa kuvassa taajuusvasteellaan.
Kapeakaistainen suodatin
Yleensä kapea kaistanpäästösuodatin käyttää useita palautteita. Tämä kaistanpäästösuodatin op-vahvistinta käyttäen kuten seuraavassa piirikaaviossa on esitetty. Tämän suodattimen pääominaisuuksiin kuuluvat pääasiassa seuraavat.
Kapeakaistainen suodatin
Toinen tämän suodattimen nimi on monipalautteinen suodatin, koska se sisältää kaksi takaisinkytkentäkaistaa
An op-amp käytetään käänteisessä tilassa
Taajuusvaste Tämän suodattimen arvo on esitetty seuraavassa kuvassa.
NBPF: n taajuusvaste
Yleensä tämän suodattimen suunnittelu voidaan tehdä tarkoille keskitaajuuden (fc) ja kaistanleveyden tai keskitaajuuden ja mustavalkotuloksen arvoille. komponentit Tämän piirin arvo voidaan määrittää seuraavilla suhteilla. Kumpikin C1 ja C2 kondensaattorit voidaan viedä C: hen suunnittelun laskennan yksinkertaistamiseksi.
R1 = Q / 2∏ fc CAf
R2 = Q / 2∏ fc C (2Q2-Af)
R3 = Q / ∏ fc C
Edellä olevista yhtälöistä Af tarkoittaa keskitaajuudella vahvistusta, joten Af = R3 / 2R1
Mutta Af: n pitäisi tyydyttää tämä väite Of<2Q2
Useiden palautesuodattimien fc (keskitaajuus) voidaan muuttaa kohti uutta taajuutta fc muuttamatta kaistanleveyttä tai vahvistusta. Tämä voidaan saavuttaa vain muuttamalla R2 ryhmäksi R2 ’siten
R2 '= R2 * ( fc / fc )kaksi
Band Pass -suodatinlaskin
Seuraava piiri on passiivinen kaistanpäästösuodatinpiiri. Tämän piirin avulla voimme laskea passiivisen kaistanpäästösuodattimen. Kaava passiiviselle kaistanpäästösuodatinlaskin näkyy alla.
Passiivinen kaistanpäästösuodatinlaskin
Matalalle katkaisutaajuudelle = 1/2 R2C2
Suurelle katkaisutaajuudelle = 1/2 R1C1
Vastaavasti voimme laskea aktiiviselle invertoivalle op-amp BPF: lle ja aktiiviselle ei-invertoivalle op-amp BPF: lle.
Band Pass -suodatinsovellukset
Kaistanpäästösuodattimien sovellukset sisältävät seuraavat.
- Nämä suodattimet ovat laajasti sovellettavissa langattomat lähettimet ja vastaanottimet .
- Tätä suodatinta voidaan käyttää optimoimaan S / N-suhde (signaali-kohina) sekä vastaanottimen myötätunto.
- Suodattimen päätarkoitus lähettimen on rajoittaa lähtösignaalin BW valitulle kaistalle viestintää varten.
- BPF: itä käytetään myös laajalti optiikassa, kuten LIDARIT , laserit jne.
- Tämän suodattimen paras sovellus on äänisignaalinkäsittely aina, kun tietty äänitaajuusalue on välttämätön loput poistamalla.
- Näitä suodattimia voidaan käyttää kaikuluotainlaitteissa, instrumenteissa, lääketieteellisissä laitteissa ja Seismologia sovellukset
- Nämä suodattimet sisältävät viestintäjärjestelmät tietyn signaalin valitsemiseksi erilaisista signaaleista.
Siksi tässä on kyse kaistanpäästösuodattimen teoria joka sisältää piirikaavion toimivalla tavalla, kaistanpäästösuodattimien tyypit ja sovellukset. Edellä olevista tiedoista voidaan lopuksi päätellä, että näiden suodattimien muut sovellusalat kuuluvat tähtitieteeseen, nämä suodattimet sallivat vain osan valon alueesta laitteeseen. Nämä suodattimet voivat auttaa löytämään tähdet kallistumaan pääsarjaan, tunnistamaan punasiirtymät jne. Tässä on kysymys sinulle, mikä on aktiivinen kaistanpäästösuodatin?
