Circuitele de filtrare filtrează frecvențele din circuitele electronice. Aceste circuite utilizează o combinație de rezistențe și condensatoare ca blocuri de construcție fundamentale ale acestora. Acest circuit de filtru este necesar în schema bloc de alimentare după circuitul redresor, deoarece schimbă un AC pulsatoriu în DC și alimentează doar într-o singură direcție. Un circuit de filtru detașează componenta AC disponibilă în ieșirea rectificată și permite componentei DC să ajungă la sarcină. Există diferite tipuri de filtre disponibile, printre acestea filtru trece banda (BPF) este unul dintre tipurile. Acest filtru permite frecvențe într-un interval specific de frecvență și atenuează frecvențele atunci când se află în afara intervalului. Aceste filtre sunt disponibile în diferite tipuri, dar BPF pasiv este unul dintre aceste tipuri. Deci, acest articol oferă informații scurte despre a filtru pasiv bandpass , funcționarea și aplicațiile sale.
Ce este un filtru pasiv de trecere în bandă?
Combinația dintre filtrul de trecere joasă și filtrul de trecere înaltă este cunoscută sub denumirea de filtru de trecere de bandă pasiv. Acest tip de filtru permite o anumită bandă de frecvențe și blochează toate frecvențele rămase. Acesta este un circuit electric care folosește doar elemente pasive precum R, C și L. Prin urmare, acest filtru este realizat prin punerea în cascadă a două filtre precum LPF și HPF. Utilizarea principală a unui filtru pasiv de bandă este într-un amplificator audio . Uneori, în amplificatoarele audio, avem nevoie de o anumită gamă de frecvență care nu începe de la 0 Hz și nu de o frecvență înaltă, deși avem nevoie de o anumită gamă de bandă de frecvență, fie că este mai largă, fie este îngustă.
Diagrama circuitului filtrului pasiv de bandă trece
Filtrul pasiv folosește numai componente pasive precum; rezistențe, inductori & condensatoare. Astfel, filtrul pasiv trece-bandă poate folosi și componente pasive și nu utilizează amplificator operațional pentru amplificare. Partea de amplificare similară cu un filtru de trecere de bandă activ nu este prezentă într-un filtru de trecere de bandă pasiv. Schema circuitului filtrului pasiv trece-bandă include, de asemenea, circuite de filtru trece-înalt și trece-jos. Deci prima parte a circuitului este pentru HPF pasiv, în timp ce a doua jumătate a circuitului este pentru LPF pasiv.
Design pasiv al filtrului trece-bandă
Designul filtrului pasiv bandpass poate fi realizat simplu folosind rezistențe & condensatoare. Circuitul de filtru pasiv cu trecere de bandă nu are nevoie de putere și nu este utilizat pentru nicio amplificare activă. Aceste tipuri de filtre trece-bandă sunt utilizate în plus față de un circuit activ pentru furnizarea de amplificare, dar în sine nu oferă nicio amplificare. Aceste filtre sunt proiectate cu o combinație de HPF și LPF.
Componentele necesare pentru realizarea acestui circuit includ în principal; condensatoare – 1nF & 1μF, rezistențe – 150Ω & 16KΩ. Pentru a construi acest circuit, acest circuit are nevoie doar de rezistențe și condensatori. Pentru acest circuit de filtru, banda de trecere variază de la 1KHz la 10KHz pentru valorile rezistențelor și condensatorului alese. Dacă modificăm aceste frecvențe, valorile rezistențelor și condensatoarelor trebuie modificate.
Acest circuit are două părți, cum ar fi filtrul trece-înalt și a filtru trece jos . Prima parte a acestui circuit este compusă din R1 și C1 pentru a forma HPS. Deci, acest filtru permite pur și simplu toate frecvențele peste punctul pentru care este proiectat în principal să treacă. Acest design de filtru formează pur și simplu punctul de frecvență de tăiere inferioară, dar punctul de frecvență de tăiere inferioară necesar în acest circuit este de 1 KHz. Deci, HPF permite frecvențe de peste 1KHz.
Frecvența de tăiere inferioară poate fi calculată cu următoarea formulă.
Frecvența de tăiere inferioară = 1/2πR1C1.
Cunoaștem valorile rezistenței și condensatorului cum ar fi; R1 = 150Ω și C1 = 1μF, deci înlocuiți aceste valori în ecuația de mai sus și putem obține;
Frecvența de tăiere inferioară = 1/2π(150Ω)*(1μF) => 1061 Hz => 1KHz.
Acest filtru permite peste 1KHz toate frecvențele și blochează pur și simplu toate frecvențele sau atenuează foarte mult toate frecvențele sub 1KHz.
În mod similar, a doua parte a acestui circuit este compusă din rezistența R2 și condensatorul C2 pentru a forma LPF. Acest filtru blochează toate frecvențele sub punctul de tăiere.
Aici avem nevoie ca frecvența de tăiere mai mare să fie de 10 KHz în cadrul acestui circuit de filtru, astfel încât acest circuit permite pur și simplu să treacă sub 10 KHz toate frecvențele și blochează toate frecvențele peste punctul de 10 KHz.
Formula de calcul a frecvenței de tăiere mai mare este aceeași cu frecvența de tăiere inferioară, frecvență => 1/2π R2C2
Cunoaștem valorile rezistenței R2 și condensatorului C2 ca; R2 = 16KΩ & C2 = 1nF, deci înlocuiți aceste două valori în ecuația de mai sus, apoi putem obține;
Frecvență de tăiere mai mare = 1/2π(16KΩ)*(1nF)= 9952Hz => 10KHz.
Astfel, HPF permite toate frecvențele peste punctul de tăiere inferior, în timp ce LPF permite toate frecvențele sub frecvența de tăiere mai mare. Deci, acest lucru va crea un filtru trece-bandă în care filtrul are o bandă de trecere între frecvențele de tăiere inferioare și mai mari.
Pentru a evita efectul de încărcare a LPF de la HPF, se recomandă ca valoarea rezistorului R2 să fie sub 10 (sau) peste rezistorul R1. În acest circuit, facem valoarea rezistenței R2 de 100 de ori mai mare.
Lucru
Acest circuit funcționează permițând semnale cu putere maximă între filtrul trece jos și filtru trece-înalt frecvente. Dacă filtrul low-pass (LPF) este proiectat pentru frecvența de 2KHz, în timp ce filtrul high-pass (HPF) este proiectat pentru frecvența de 200Hz, atunci acest circuit generează semnale de ieșire între 200Hz și 2KHz cu putere aproape completă sau cu putere completă.
Când semnalele generate sunt în afara acestui interval, frecvențele vor fi atenuate foarte mult, astfel amplitudinile lor sunt foarte scăzute în comparație cu amplitudinea semnalului din banda de trecere. Banda de trecere se referă la semnalele dintre filtrele de trecere înaltă și de trecere joasă, care sunt transmise pe întreaga putere.
Aici, banda de trecere este de la 200 Hz la 2 KHz, apoi frecvența de tăiere joasă este de 200 Hz și frecvența de tăiere înaltă este de 2 KHz. În banda de trecere, aceste două frecvențe sunt cele două puncte din banda de trecere unde există o scădere de 3 dB în amplitudine. Deci această scădere este echivalentă cu 0,707VPEAK.
În următorul grafic de trecere de bandă, există amplitudinea de vârf (VPEAK). Aici amplitudinea va scădea ori de câte ori obțineți aceste două frecvențe. Odată ce atinge 0,707VPEAK, atunci acesta este punctul de tăiere de 3dB care înseamnă jumătate din puterea maximă. După punctele de tăiere de 3 dB, există o scădere abruptă a amplitudinii, astfel frecvențele din afara frecvențelor de tăiere sunt foarte atenuate.
Aici avem două frecvențe principale; frecvența de tăiere inferioară la 1 KHz și frecvența de tăiere mai mare la 10 KHz. Deci frecvența centrală este cunoscută ca frecvența între frecvența de tăiere mai mare și cea inferioară, care este măsurată folosind formula √(f1)(f2) => √ (1061)(9952) => 3249 Hz.
Semnalul de ieșire din jurul acestei frecvențe are putere maximă și este la cea mai mare valoare de vârf. Când ne apropiem de această frecvență, atunci valoarea se va atenua sau se va reduce în amplitudine. Amplitudinea este de 0,707VPEAK la frecvențele de tăiere. De exemplu, dacă VPEAK măsoară 10V de la vârf la vârf la frecvențele de tăiere, atunci amplitudinea este de aproximativ 7V deoarece 10V * 0.707V => 7V.
Câștig al filtrului pasiv de trecere a benzii
Câștigul filtrului pasiv de trecere în bandă este întotdeauna sub semnalul de intrare, astfel încât câștigul de ieșire este mai mic decât unitatea. Semnalul de ieșire la frecvența centrală este în fază, deși semnalul de ieșire sub frecvența centrală conduce faza cu o deplasare de +90°, iar semnalul de ieșire deasupra frecvenței centrale va rămâne în fază cu o schimbare de fază de -90°. Ori de câte ori asigurăm izolare electrică între cele două filtre, atunci putem obține o performanță mai bună a filtrului.
Aplicații
The aplicații ale filtrelor pasive bandpass includ următoarele.
- Filtrul pasiv de trecere a benzii este utilizat pentru izolarea sau filtrarea anumitor frecvențe care se află într-o anumită bandă (sau) gamă de frecvențe.
- Aceste filtre sunt utilizate în circuitele amplificatoare audio sau în aplicații precum; controlează tonul pre-amplificatorului (sau) filtre de încrucișare a difuzoarelor.
- Acestea se aplică circuitelor emițătorului și receptorului din interior comunicații fără fir mediu.
Astfel, aceasta este o privire de ansamblu asupra unui pasiv filtru trece-bandă, circuite , de lucru și aplicațiile acestora. Acest filtru este o combinație de HPF și LPF și permite o gamă selectivă de frecvență. Acest circuit de filtru permite o gamă largă și îngustă de frecvențe. Frecvența de tăiere a superioare și inferioare depinde în principal de designul filtrului. Iată o întrebare pentru tine, ce este BPF?
