Ban ben jelfeldolgozás A szűrők egyfajta eszközök, amelyek lehetővé teszik a szükséges frekvenciakomponenseket, valamint eltávolítják a nem kívánt frekvenciakomponenseket. A szűrés meghatározható úgy, hogy az interfész jel háttérzaját csökkenteni lehet néhány frekvencia eltávolításával. A szűrő áramköre felhasználható a LPF és HPF tulajdonságok egyetlen szűrőbe, amelyet sáváteresztő szűrőnek neveznek. Vannak különböző típusú szűrők elérhető, mint analóg / digitális, aktív / passzív, lineáris / nemlineáris, időváltozat / időinvariáns. Ez a cikk a sáváteresztő szűrő és az alkalmazások áttekintését tárgyalja
Mi a Band Pass Filter?
A A sáváteresztő szűrő meghatározása egy áramkör, amely lehetővé teszi a jelek két meghatározott frekvencia közötti áramlását, bár ezeket a jeleket más frekvenciákon osztja fel. Ezek a szűrők különböző típusokban állnak rendelkezésre, néhány BPF- sáváteresztő szűrő kialakítása külső erővel, valamint aktíval is elvégezhető alkatrészek, például integrált áramkörök, tranzisztorok , amelyeket anként neveznek meg aktív sáváteresztő szűrő . Hasonlóképpen, néhány szűrő bármilyen áramforrást és passzív áramot is használ alkatrészek, például kondenzátorok és induktivitások , amelyeket passzív sáváteresztő szűrőként neveznek meg.
Ezek szűrők alkalmazhatók vezeték nélküli adókban, valamint vevőkben. Az adóban egy BPF használható arra, hogy a kimenő jel sávszélességét a minimálisan szükséges szint felé korlátozza, és az adatokat a kívánt sebességgel és formában továbbítsa. Hasonlóképpen, a vevőkészülékben ez a szűrő lehetővé teszi az előnyben részesített frekvenciatartományban lévő jelek dekódolását, miközben a felesleges frekvenciájú jelektől távol tartja magát. A vevő jel / zaj (S / N) arányát egy BPF optimalizálhatja.
Sáváteresztő szűrő áramkör
A legjobb példa a sáváteresztő szűrő áramkör az a RLC áramkör hogy az alább látható. Ez a szűrő LPF és HPF egyesítésével is megtervezhető. A BPF-ben a Bandpass egyfajta szűrőt mutat be, különben a szűrési eljárást. Meg kell különböztetni a passband-tól, amely a befolyásolt spektrum valódi szakaszára utal. Az idilli sávszűrőnek nincs erősítése és csillapítása, így teljesen szintes sáv. Ez teljesen tompítja a hágósávon kívül eső frekvenciák mindegyikét.
Sáváteresztő szűrő áramkör
Gyakorlatilag a sávszűrő nem ideális, és nem gyengíti teljesen a preferált frekvenciaválasztáson kívül eső frekvenciák mindegyikét. Különösen van egy szakasz a javasolt átsávon kívül, ahol a frekvenciák csillapodnak, de nem dobják el, amelyet úgy hívnak, mint a szűrő lehúzása, és általában dB-es csillapításban van megadva, minden más oktáv évtizedre. Általában a szűrő kialakításának célja a lehető legvékonyabb felépítés, így a szűrő lehetővé teszi a javasolt kivitelezést. Gyakran ez a hozzáférési sáv hullámának ráfordításával érhető el, különben a leállási sáv hullámosságának kiadásával.
A szűrő sávszélesség meghatározható a felső és az alsó frekvencia közötti különbség. Az alaki tényező a sávszélesség azon hányada, amelyet két különböző csillapítási értékkel számolnak a határérték meghatározása céljából. Például a 2: 1 alaktényező 20/2 dB-nél azt jelenti, hogy a 20 dB-es csillapítású frekvenciák között kiszámított sávszélesség duplája a 2 dB-es csillapítású frekvenciák között számítva. Az optikai BPF-eket általában használják a fényképezésben, valamint a színházi világítási munkákban. Az ilyen típusú szűrők egy átlátszó színes film körvonalát veszik, különben lap.
Különböző típusú sávszűrők
A sávszűrő kategorizálása két típusban végezhető, például széles sávszűrő, valamint keskeny sávú szűrő .
Széles sávú szűrő
WBF vagy széles sávszűrő (WBF) aluláteresztő és felüláteresztő szegmensek eldobásával hozható létre, amely általában egy másik áramkör, amelyet az egyszerű tervezéshez és cselekvéshez szánnak.
Széles sávú szűrő
Számos gyakorlati áramkörrel ismerik fel. ± 20 dB / évtized sáváteresztő szűrő kialakítható a két szakasz használatával, például az 1. rendű aluláteresztéssel, valamint a magas áteresztésű szakaszok eldobhatók. Hasonlóképpen ± 40 dB / évtizedes sávszűrő is kialakítható két másodrendű szűrő soros összekapcsolásával, nevezetesen alul- és felüláteresztő szűrővel (HPF). Ez azt jelenti, hogy a sávszűrő (BPF) sorrendjét a aluláteresztő & felüláteresztő szűrők . A sáváteresztő szűrő grafikon alább látható.
A BPF frekvencia válasza
A ± 20 dB / évtized sávszűrő 1. sorrendből állhat HPF (felüláteresztő szűrő) . 1. rend LPF (aluláteresztő szűrő) a következő ábrán a frekvencia válasza mutatja.
Keskeny sávú szűrő
Általában egy keskeny sávszűrő több visszajelzést használ. Ez sávszűrő op-amp segítségével amint azt a következő kapcsolási rajz mutatja. A szűrő fő jellemzői főleg a következők.
Keskeny sávú szűrő
A szűrő másik neve egy többszörös visszacsatoló szűrő, mivel két visszacsatolási sávot tartalmaz
An op-amp invertáló módban használják
A frekvencia válasz Ennek a szűrőnek a következő ábrája látható.
Az NBPF frekvencia válasza
Általában ennek a szűrőnek a megtervezése elvégezhető a középfrekvencia (fc) és a sávszélesség vagy a középfrekvencia és a BW pontos értékeire. A alkatrészek ennek az áramkörnek a következő összefüggéseivel határozható meg. Mind a C1, mind a C2 kondenzátorok C-re lehet vinni a tervezési számítás egyszerűsítése érdekében.
R1 = Q / 2∏ fc CAf
R2 = Q / 2∏ fc C (2Q2-Af)
R3 = Q / ∏ fc C
A fenti egyenletekből Af középfrekvencián jelöli az erősítést, tehát Af = R3 / 2R1
De az Af-nek meg kell felelnie ennek az állításnak Nak,-nek<2Q2
A több visszacsatoló szűrő fc (középfrekvenciája) megváltoztatható egy új fc frekvencia felé a sávszélesség és az erősítés megváltoztatása nélkül. Ezt úgy érhetjük el, hogy R2-t R2-re változtatjuk úgy, hogy
R2 '= R2 * ( fc / fc )két
Sávszűrő szűrő kalkulátor
A következő áramkör a passzív sávszűrő áramkör. Ennek az áramkörnek a segítségével kiszámíthatjuk a passzív sávszűrőt. A passzív képlete sávszűrő számológép alább látható.
Passzív sáv áteresztő szűrő kalkulátor
Alacsony vágási frekvencia esetén = 1 / 2∏R2C2
Nagy vágási frekvencia esetén = 1 / 2∏R1C1
Hasonló módon kiszámíthatjuk az aktív invertáló op-amp BPF és az aktív nem invertáló op-amp BPF értékeket.
Sávszűrő alkalmazások
A sávszűrők alkalmazásai a következőket tartalmazzák.
- Ezek a szűrők széles körben alkalmazhatók a vezeték nélküli adók és vevők .
- Ezzel a szűrővel optimalizálható az S / N arány (jel-zaj), valamint a vevő együttérzése.
- A szűrő fő célja az adó az, hogy a kimeneti jel BW-jét a kommunikációhoz kiválasztott sávra korlátozza.
- A BPF-eket széles körben használják az optikában is, mint pl LIDÁROK , lézerek stb.
- Ennek a szűrőnek a legjobb alkalmazása az audiojel feldolgozása, ahol a hangfrekvenciák meghatározott tartományára van szükség, a többit eltávolítva.
- Ezek a szűrők szonárban, műszerekben, orvosi és Szeizmológia alkalmazások
- Ezek a szűrők magukban foglalják kommunikációs rendszerek egy adott jel kiválasztásához különféle jelek közül.
Ezért erről van szó sáváteresztő szűrő elmélet amely magában foglalja a működési kapcsolási rajzot, a sávszűrők típusait és alkalmazásait. A fenti információk alapján végül arra a következtetésre juthatunk, hogy ezeknek a szűrőknek a többi alkalmazási területe a csillagászatban szerepel, ezek a szűrők a fénytartománynak csak egy szakaszát engedik meg egy eszközbe. Ezek a szűrők segítenek megtalálni a csillagokat, ahol a csillagok hátradőlnek a fő sorozaton, felismerik a vöröseltolódásokat stb. Itt van egy kérdés az Ön számára, mi az aktív sávszűrő?
