Какво представлява лентов филтър? Схема, типове и приложения

Какво представлява лентов филтър? Схема, типове и приложения

В обработка на сигнала , филтрите са един вид устройства, използвани за разрешаване на необходимите честотни компоненти, както и за премахване на нежеланите честотни компоненти. Филтрирането може да бъде дефинирано, тъй като фоновият шум от взаимодействащия сигнал може да бъде намален чрез премахване на някои честоти. Веригата на филтъра може да се използва за обединяване на LPF и HPF свойства в единствен филтър, който се нарича лентов филтър. Има различни видове филтри налични като аналогови / цифрови, активни / пасивни, линейни / нелинейни, времеви вариант / времеви инвариант. Тази статия разглежда общ преглед на лентовия филтър с приложения



Какво представлява лентовият филтър?

The дефиницията на лентовия филтър е схема, която позволява на сигналите да текат между две определени честоти, въпреки че разделя тези сигнали на други честоти. Тези филтри се предлагат в различни типове някои от BPF- лентов филтър дизайн може да се направи с външно захранване, както и активно компоненти като интегрални схеми, транзистори , които са посочени като активен лентов филтър . По същия начин някои от филтрите използват всякакъв вид източник на енергия, както и пасивни компоненти като кондензатори и индуктори , които са именувани като пасивен лентов филтър.


Тези филтри са приложими в безжични предаватели, както и приемници. В предавател BPF може да се използва за ограничаване на честотната лента на изходния сигнал до минимално необходимото ниво и предаване на данни с предпочитана скорост и форма. По същия начин, в приемник, този филтър позволява на сигналите в предпочитан честотен диапазон да бъдат декодирани, като същевременно се пази от сигнали на ненужни честоти. Съотношението сигнал / шум (S / N) на приемника може да бъде оптимизирано от BPF.





Лентова верига на филтъра

Най-добрият пример за a верига на лентовия филтър е RLC верига това е показано по-долу. Този филтър може да бъде проектиран и чрез обединяване на LPF и HPF. В BPF Bandpass илюстрира един вид филтър, иначе процедура на филтриране. Тя трябва да се разграничава от честотната лента, която се отнася до реалния участък на повлиявания спектър. Идиличният лентов филтър няма усилване и затихване, така че е напълно ниска честотна лента. Това напълно ще отслаби всяка една от честотите извън честотната лента.

Лентова верига на филтъра

Лентова верига на филтъра



На практика лентовият филтър не е идеален и не отслабва напълно всяка от честотите извън предпочитания избор на честота. По-специално, има секция точно извън предложената честотна лента, където честотите са атенюирани, но не се изхвърлят, което се нарича като отпадане на филтъра, и обикновено е посочено в dB на затихване за всяка октава, иначе десетилетие на честота. Като цяло дизайнът на филтъра изглежда да изгради разгръщането възможно най-тънко, поради което позволява на филтъра да направи предложения проект. Често това може да бъде постигнато за сметка на пулсирането на лентата на пропускане, в противен случай пулсацията на лентата на спиране.

Филтърът честотна лента може да се определи като различието между горната честота, както и долната честота. Форм факторът е частта от честотната лента, изчислена с две различни стойности на затихване за определяне на граничната честота, например. Форм-фактор 2: 1 при 20/2 dB означава, че честотната лента, изчислена сред честотите при 20 dB затихване, е двойна който се изчислява сред честотите при затихване от 2 dB. Оптичните BPF често се използват във фотографията, както и при осветлението в театъра. Този вид филтри имат очертанията на прозрачен цветен филм, иначе лист.


Различни видове лентови филтри

Категоризирането на лентовия филтър може да бъде направено в два вида, като широколентов филтър, както и теснолентов филтър .

Широколентов филтър

WBF или широколентов филтър (WBF) може да се формира чрез пускане на нискочестотни, както и високочестотни сегменти, което обикновено е различна схема, предназначена за опростен дизайн и действие.

Широколентов филтър

Широколентов филтър

Разпознава се с редица практически схеми. Лентови филтър с ± 20 dB / десетилетие може да се формира чрез използване на двете секции като нискочестотен проход от първи ред, както и високопропускащи секции. По същия начин, лентов филтър с ± 40 dB / десетилетие може да се формира чрез свързване на два филтъра от втори ред последователно, а именно нискочестотен и високочестотен филтър (HPF). Това означава, че редът на лентовия филтър (BPF) се управлява с реда на нисък пас & високочестотни филтри . The графика на лентовия филтър е показано по-долу.

Честотен отговор на BPF

Честотен отговор на BPF

Лентовият филтър с ± 20 dB / десетилетие може да бъде съставен от 1-ви ред HPF (високочестотен филтър) . Първа поръчка LPF (нискочестотен филтър) е показана на следващата фигура от нейната честотна характеристика.

Тесен лентов филтър

Като цяло, теснолентовият филтър използва няколко обратни връзки. Това лентов филтър с помощта на операционен усилвател както е показано на следващата електрическа схема. Основните характеристики на този филтър включват основно следното.

Тесен лентов филтър

Тесен лентов филтър

Друго име на този филтър е филтър за многократна обратна връзка, тъй като включва две ленти за обратна връзка

An оп-усилвател се използва в режим на обръщане

The честотна характеристика на този филтър е показано на следващата фигура.

Честотен отговор на NBPF

Честотен отговор на NBPF

Обикновено проектирането на този филтър може да бъде направено за точни стойности на централната честота (fc) & честотна лента или централна честота & BW. The компоненти от тази верига може да се определи чрез следните отношения. Всеки от C1 и C2 кондензатори може да бъде отведена до C за опростяване на изчисляването на проекта.

R1 = Q / 2∏ fc CAf
R2 = Q / 2∏ fc C (2Q2-Af)
R3 = Q / ∏ fc ° С

От горните уравнения, при средна честота Af означава печалбата, така че Af = R3 / 2R1

Но Af трябва да задоволи това твърдение На<2Q2

Fc на многобройните филтри за обратна връзка (централна честота) могат да бъдат променени към нова fc честота без промяна на честотната лента или усилване. Това може да бъде постигнато само чрез промяна на R2 на R2 ’, така че

R2 '= R2 * ( fc / fc ) две

Калкулатор на лентовия филтър

Следващата схема е веригата на пасивния лентов филтър. Чрез използването на тази схема можем да изчислим пасивния лентов филтър. Формулата за пасивна лентов филтър калкулатор е показано по-долу.

Калкулатор за пасивни лентови филтри

Калкулатор за пасивни лентови филтри

За ниска честота на прекъсване = 1 / 2∏R2C2

За висока честота на прекъсване = 1 / 2∏R1C1

По подобен начин можем да изчислим за активен инвертиращ OP-усилвател BPF и активен неинвертиращ OP-усилвател BPF.

Приложения за лентов филтър

Приложенията на лентовите филтри включват следното.

  • Тези филтри са широко приложими за безжични предаватели и приемници .
  • Този филтър може да се използва за оптимизиране на съотношението сигнал / шум (сигнал / шум), както и състраданието на приемника.
  • Основната цел на филтъра в предавателя е да се ограничи BW на изходния сигнал до избрания обхват за комуникация.
  • BPF се използват широко и в оптиката като ЛИДАРИ , лазери и др.
  • Най-доброто приложение на този филтър е обработката на аудио сигнал, където е необходим специфичен диапазон от звукови честоти, макар и премахването на останалите.
  • Тези филтри са приложими в сонари, инструменти, медицински и Сеизмология приложения
  • Тези филтри включват комуникационни системи за избор на определен сигнал от различни сигнали.

Следователно това е всичко теория на лентовия филтър което включва, електрическа схема с работещи, видове лентови филтри и нейните приложения. От горната информация, накрая можем да заключим, че другите области на приложение на тези филтри включват в астрономията, тези филтри позволяват само един участък от обхвата на светлината в дадено устройство. Тези филтри могат да помогнат при намирането на места, където звездите се отпускат в главната серия, разпознаване на червени отмествания и др. Ето въпрос за вас, какво е активен лентов филтър?