A szűrőáramkörök kiszűrik az elektronikus áramkörökön belüli frekvenciákat. Ezek az áramkörök ellenállások és kondenzátorok mint alapvető építőelemeik. Erre a szűrőáramkörre azért van szükség az egyenirányító áramkör utáni táp blokkvázlatban, mert a pulzáló váltakozó áramot egyenárammá változtatja, és csak egy irányba táplál. Egy szűrőáramkör leválasztja a rendelkezésre álló váltakozó áramú alkatrészt az egyenirányított kimeneten belül, és lehetővé teszi, hogy az egyenáramú komponens megérkezzen a terheléshez. Különféle típusú szűrők állnak rendelkezésre, köztük sávszűrő (BPF) az egyik típusa. Ez a szűrő egy adott frekvenciatartományban engedélyezi a frekvenciákat, és csillapítja a frekvenciákat, ha azok kívül esnek. Ezek szűrők különböző típusokban kaphatók, de a passzív BPF az egyik típus. Tehát ez a cikk rövid tájékoztatást nyújt a passzív sávszűrő , működése és alkalmazásai.
Mi az a passzív sávszűrő?
Az aluláteresztő szűrő és a felüláteresztő szűrő kombinációja passzív sávszűrőként ismert. Ez a fajta szűrő lehetővé tesz egy bizonyos frekvenciasávot, és blokkolja az összes többi frekvenciát. Ez egy elektromos áramkör, amely csak passzív elemeket használ, mint például az R, C és L. Tehát ez a szűrő két szűrő, például LPF és HPF kaszkádolásával készül. A passzív sávszűrő fő felhasználási területe egy audio erősítő . Néha az audioerősítőkben szükségünk van egy bizonyos frekvenciatartományra, amely nem 0 Hz-től kezdődik és nem magas frekvenciát, bár szükségünk van egy bizonyos frekvenciasávra, legyen az szélesebb vagy szűk tartomány.
Passzív sáváteresztő szűrő áramköri diagramja
A passzív szűrő csak passzív komponenseket használ, mint pl. ellenállások, induktorok és kondenzátorok. Így a passzív sávszűrő passzív komponenseket is használhat, és nem használja a műveleti erősítő erősítéshez. Az aktív sáváteresztő szűrőhöz hasonló erősítő rész nincs jelen a passzív sávszűrőben. A passzív sávszűrő áramköri diagramja felül- és aluláteresztő szűrőáramköröket is tartalmaz. Tehát az áramkör első része a passzív HPF-é, míg az áramkör második fele a passzív LPF-é.
Passzív sáváteresztő szűrő kialakítás
A passzív sávszűrő kialakítása egyszerűen elvégezhető ellenállások és kondenzátorok. A passzív sáváteresztő szűrő áramkörnek nincs szüksége áramra, és nem használják aktív erősítésre. Az ilyen típusú sáváteresztő szűrőket egy aktív áramkör mellett használják erősítésre, de önmagukban nem biztosítanak erősítést. Ezeket a szűrőket egy HPF és egy LPF kombinációjával tervezték.
Az áramkör elkészítéséhez szükséges alkatrészek főként a következők: kondenzátorok – 1nF és 1μF, ellenállások – 150Ω és 16KΩ. Ennek az áramkörnek az elkészítéséhez csak ellenállásokra és kondenzátorokra van szüksége. Ennél a szűrőáramkörnél az áteresztő sáv 1 kHz és 10 kHz között van a kiválasztott ellenállások és kondenzátorok értékei esetén. Ha módosítjuk ezeket a frekvenciákat, akkor az ellenállások és kondenzátorok értékeit módosítani kell.
Ez az áramkör két részből áll, mint a felüláteresztő szűrő és a aluláteresztő szűrő . Ennek az áramkörnek az első része az R1 és C1 elemekből áll, amelyek a HPS-t alkotják. Tehát ez a szűrő egyszerűen átenged minden frekvenciát azon a ponton, amelyen főként az áthaladásra van tervezve. Ez a szűrő kialakítás egyszerűen az alsó határfrekvencia pontot képezi, de ebben az áramkörben a szükséges alsó vágási frekvencia pont 1 kHz. Tehát a HPF 1 kHz feletti frekvenciákat tesz lehetővé.
Az alsó határfrekvencia a következő képlettel számítható ki.
Az alsó határfrekvencia = 1/2πR1C1.
Ismerjük az ellenállás és a kondenzátor értékeit; R1 = 150Ω és C1 = 1μF, így ezeket az értékeket behelyettesítjük a fenti egyenletbe, és megkapjuk;
Az alsó határfrekvencia = 1/2π(150Ω)*(1μF) => 1061 Hz => 1KHz.
Ez a szűrő lehetővé teszi az összes frekvenciát 1 kHz felett, és egyszerűen blokkolja az összes frekvenciát, vagy nagymértékben csillapítja az 1 kHz alatti összes frekvenciát.
Hasonlóképpen, ennek az áramkörnek a második része az R2 ellenállásból és a C2 kondenzátorból áll, amelyek az LPF-et alkotják. Ez a szűrő blokkol minden frekvenciát a vágási pont alatt.
Itt szükségünk van arra, hogy a magasabb vágási frekvencia 10 KHz legyen ezen a szűrőáramkörön belül, így ez az áramkör egyszerűen 10 KHz alatt engedi át az összes frekvenciát, és blokkol minden 10 KHz feletti frekvenciát.
A magasabb vágási frekvencia kiszámításának képlete megegyezik az alacsonyabb vágási frekvenciával, frekvencia => 1/2π R2C2
Ismerjük az R2 ellenállás és a C2 kondenzátor értékeit; R2 = 16KΩ & C2 = 1nF, így ezt a két értéket behelyettesítjük a fenti egyenletbe, akkor megkapjuk;
Magasabb vágási frekvencia = 1/2π(16KΩ)*(1nF)=9952Hz => 10KHz.
Így a HPF az alsó határpont feletti összes frekvenciát engedélyezi, míg az LPF engedélyezi a magasabb vágási frekvencia alatti összes frekvenciát. Tehát ez létrehoz egy sáváteresztő szűrőt, ahol a szűrőnek van egy áteresztősávja az alacsonyabb és a magasabb vágási frekvenciák között.
A HPF által az LPF-re gyakorolt terhelés elkerülése érdekében javasolt, hogy az R2 ellenállás értéke 10 alatt legyen (vagy az R1 ellenállás felett). Ebben az áramkörben az R2 ellenállás értékét 100-szor nagyobbra tesszük.
Dolgozó
Ez az áramkör úgy működik, hogy teljes erősségű jeleket enged be az aluláteresztő szűrő és a Magasáramú szűrő frekvenciák. Ha az aluláteresztő szűrőt (LPF) 2 kHz-es frekvenciára tervezték, míg a felüláteresztő szűrőt (HPF) 200 Hz-es frekvenciára tervezték, akkor ez az áramkör 200 Hz és 2 KHz közötti kimeneti jeleket állít elő közel teljes vagy teljes erősséggel.
Ha a generált jelek ezen a tartományon kívül esnek, a frekvenciák nagymértékben csillapodnak, így az amplitúdójuk nagyon alacsony az áteresztő sávon belüli jel amplitúdójához képest. Az áteresztő sáv a felüláteresztő és aluláteresztő szűrők közötti jelekre utal, amelyeket teljes erősségben továbbítanak.
Itt az áteresztő sáv 200 Hz és 2 KHz között van, majd az alacsony vágási frekvencia 200 Hz és a magas vágási frekvencia 2 KHz. Az áteresztő sávban ez a két frekvencia az a két pont az áteresztősávon belül, ahol 3 dB-es esés van az amplitúdón belül. Tehát ez a csökkenés 0,707 VPEAK-nak felel meg.
A következő sávátviteli grafikonon csúcsamplitúdó (VPEAK) látható. Itt az amplitúdó csökkenni fog, amikor megkapja ezt a két frekvenciát. Ha eléri a 0,707 VPEAK értéket, akkor ez a 3 dB-es vágási pont, amely a maximális teljesítmény felét jelenti. A 3 dB-es vágási pontok után meredeken csökken az amplitúdó, így a vágási frekvencián kívüli frekvenciák erősen csillapításra kerülnek.
Itt két fő frekvenciánk van; az alacsonyabb vágási frekvencia 1 KHz-nél és a magasabb vágási frekvencia 10 KHz-nél. Tehát a középfrekvencia a magasabb és az alsó határfrekvencia közötti frekvencia, amelyet a következő képlettel mérünk: √(f1)(f2) => √ (1061)(9952) => 3249 Hz.
A frekvencia körüli kimeneti jel teljes erősségű és a legmagasabb csúcsértéken van. Ha közel kerülünk ehhez a frekvenciához, akkor az érték gyengül vagy csökken az amplitúdón belül. Az amplitúdó 0,707 VPEAK a vágási frekvenciákon. Például, ha a VPEAK 10 V-ot mér csúcstól csúcsig a vágási frekvenciákon, akkor az amplitúdó körülbelül 7 V, mivel 10 V * 0,707 V => 7 V.
Passzív sáváteresztő szűrő erősítése
A passzív sávszűrő erősítése mindig a bemeneti jel alatt van, így a kimeneti erősítés egységnyinél kisebb. A középfrekvencia kimeneti jele fázison belül van, bár a középfrekvencia alatti kimeneti jel +90°-os eltolással vezeti a fázist, és a középfrekvencia feletti kimeneti jel -90°-os fáziseltolással késik a fázison belül. Ha elektromos leválasztást biztosítunk a két szűrő között, akkor jobb szűrőteljesítményt érhetünk el.
Alkalmazások
A passzív sávszűrők alkalmazásai a következőket tartalmazzák.
- A passzív sávszűrőt bizonyos frekvenciák elkülönítésére vagy kiszűrésére használják, amelyek egy adott sávban (vagy frekvenciatartományban) vannak.
- Ezeket a szűrőket hangerősítő áramkörökben vagy más alkalmazásokban használják; előerősítő hangszínszabályzó (vagy) hangszóró keresztváltó szűrők.
- Ezek a belső adó- és vevőáramkörökre vonatkoznak vezeték nélküli kommunikáció közepes.
Így ez a passzív áttekintése sávszűrő, áramkörök , működő és alkalmazásaik. Ez a szűrő a HPF és az LPF kombinációja, és szelektív frekvenciatartományt tesz lehetővé. Ez a szűrőáramkör széles és szűk frekvenciatartományt tesz lehetővé. A magasabb és alacsonyabb vágási frekvencia főként a szűrő kialakításától függ. Itt egy kérdés, hogy mi az a BPF?
