Filterkretser filtrerer ut frekvenser i elektroniske kretser. Disse kretsene bruker en kombinasjon av motstander og kondensatorer som deres grunnleggende konstruksjonsblokker. Denne filterkretsen er nødvendig i strømforsyningsblokkskjemaet etter likeretterkretsen fordi den endrer en pulserende AC til DC og den forsyner kun i en enkelt retning. En filterkrets kobler fra den tilgjengelige AC-komponenten i den likerettede utgangen og lar DC-komponenten komme til lasten. Det er forskjellige typer filtre tilgjengelig, blant dem båndpassfilter (BPF) er en av typene. Dette filteret tillater frekvenser i et spesifikt frekvensområde og demper frekvenser når det er utenfor rekkevidde. Disse filtre finnes i forskjellige typer, men passiv BPF er en av typene. Så denne artikkelen gir kort informasjon om en passivt båndpassfilter , dens virkemåte og applikasjonene.
Hva er et passivt båndpassfilter?
Kombinasjonen av både lavpassfilteret og høypassfilteret er kjent som det passive båndpassfilteret. Denne typen filter tillater et visst frekvensbånd og blokkerer alle de gjenværende frekvensene. Dette er en elektrisk krets som bare bruker passive elementer som R, C & L. Så dette filteret er laget ved å kaskade to filtre som LPF og HPF. Hovedbruken av et passivt båndpassfilter er i en lydforsterker . Noen ganger i lydforsterkere krever vi et visst frekvensområde som ikke begynner fra 0 Hz og ikke en høy frekvens, selv om vi krever et visst frekvensområde, enten det er bredere eller smalere.
Passivt båndpassfilterkretsdiagram
Det passive filteret bruker kun passive komponenter som; motstander, induktorer & kondensatorer. Dermed kan det passive båndpassfilteret også bruke passive komponenter, og det bruker ikke operasjonsforsterker for forsterkning. Forsterkningsdelen som ligner på et aktivt båndpassfilter er ikke til stede i et passivt båndpassfilter. Det passive båndpassfilterkretsskjemaet inkluderer også høypass- og lavpassfilterkretser. Så den første delen av kretsen er for den passive HPF, mens den andre halvdelen av kretsen er for den passive LPF.
Passivt båndpassfilterdesign
Det passive båndpassfilterdesignet kan gjøres enkelt ved å bruke motstander & kondensatorer. Den passive båndpassfilterkretsen trenger ingen strøm og brukes ikke til noen aktiv forsterkning. Disse typene båndpassfiltre brukes i tillegg til en aktiv krets for å gi forsterkning, men i seg selv gir de ingen forsterkning. Disse filtrene er designet med en kombinasjon av en HPF og en LPF.
De nødvendige komponentene for å lage denne kretsen inkluderer hovedsakelig; kondensatorer – 1nF & 1μF, motstander – 150Ω & 16KΩ. For å bygge denne kretsen trenger denne kretsen bare motstander og kondensatorer. For denne filterkretsen varierer passbåndet fra 1KHz til 10KHz for de valgte motstandene og kondensatorverdiene. Hvis vi endrer disse frekvensene, må verdiene for motstander og kondensatorer endres.
Denne kretsen har to deler som høypassfilter og en lavpassfilter . Den første delen av denne kretsen er sammensatt av R1 og C1 for å danne HPS. Så dette filteret tillater ganske enkelt alle frekvenser over punktet det er designet hovedsakelig for å passere. Denne filterdesignen danner ganske enkelt det nedre grensefrekvenspunktet, men det nødvendige nedre grensefrekvenspunktet i denne kretsen er 1KHz. Så, HPF tillater over 1KHz frekvenser.
Den nedre grensefrekvensen kan beregnes med følgende formel.
Den nedre grensefrekvensen = 1/2πR1C1.
Vi kjenner verdiene til motstand og kondensator som; R1 = 150Ω og C1 = 1μF, så bytt inn disse verdiene i ligningen ovenfor, og vi kan få;
Den nedre grensefrekvensen = 1/2π(150Ω)*(1μF) => 1061 Hz => 1KHz.
Dette filteret tillater over 1KHz alle frekvenser og blokkerer ganske enkelt alle frekvenser eller demper alle frekvenser under 1KHz.
På samme måte er den andre delen av denne kretsen sammensatt av motstand R2 og kondensator C2 for å danne LPF. Dette filteret blokkerer alle frekvenser under grensepunktet.
Her trenger vi at den høyere grensefrekvensen er 10 KHz i denne filterkretsen, og dermed lar denne kretsen ganske enkelt passere under 10 KHz alle frekvenser og blokkerer alle frekvenser over 10 KHz-punktet.
Formelen for å beregne den høyere grensefrekvensen er den samme som lavere grensefrekvens, frekvens => 1/2π R2C2
Vi kjenner verdiene til motstand R2 og kondensator C2 som; R2 = 16KΩ & C2 = 1nF, så bytt inn disse to verdiene i ligningen ovenfor, så kan vi få;
Høyere grensefrekvens = 1/2π(16KΩ)*(1nF)= 9952Hz => 10KHz.
Dermed tillater HPF alle frekvenser over det nedre grensepunktet, mens LPF tillater alle frekvenser under den høyere grensefrekvensen. Så dette vil skape et båndpassfilter der filteret har et passbånd mellom lavere og høyere grensefrekvenser.
For å unngå belastningseffekten på LPF fra HPF, anbefales det at R2-motstandsverdien må være under 10 (eller) over R1-motstanden. I denne kretsen gjør vi R2-motstandsverdien 100 ganger høyere.
Arbeider
Denne kretsen fungerer ved å tillate fullstyrkesignaler mellom lavpassfilteret og høypassfilter frekvenser. Hvis lavpassfilteret (LPF) er designet for 2KHz frekvens mens høypassfilteret (HPF) er designet for 200Hz frekvens, genererer denne kretsen utgangssignaler mellom 200Hz og 2KHz med nesten full styrke eller full styrke.
Når de genererte signalene er utenfor dette området vil frekvensene bli kraftig dempet, og dermed er deres amplituder svært lave sammenlignet med amplituden til signalet innenfor passbåndet. Passbåndet refererer til signalene mellom høypass- og lavpassfiltrene som sendes gjennom full styrke.
Her er passbåndet 200 Hz til 2 KHz, deretter er den lave grensefrekvensen 200 Hz og den høye grensefrekvensen er 2 KHz. I passbåndet er disse to frekvensene de to punktene innenfor passbåndet der det er et 3dB fall innenfor amplituden. Så dette fallet tilsvarer 0,707VPEAK.
I den følgende båndpass-grafen er det toppamplitude (VPEAK). Her vil amplituden falle hver gang du får disse to frekvensene. Når den har oppnådd 0,707VPEAK, er dette 3dB cutoff-punktet som betyr halvparten av maksimal effekt. Etter 3dB-grensepunktene er det et bratt fall i amplitude, og dermed blir frekvenser utenfor grensefrekvensene sterkt dempet.
Her har vi to hovedfrekvenser; den lavere grensefrekvensen ved 1 KHz og den høyere grensefrekvensen ved 10 KHz. Så senterfrekvensen er kjent som frekvensen mellom høyere og lavere grensefrekvens som måles ved å bruke formelen √(f1)(f2) => √ (1061)(9952) => 3249 Hz.
Utgangssignalet rundt denne frekvensen har full styrke og er på sin høyeste toppverdi. Når vi kommer nær denne frekvensen, vil verdien dempe eller redusere innenfor amplitude. Amplituden er 0,707VPEAK ved grensefrekvensene. For eksempel, hvis VPEAK måler 10V fra topp til topp ved grensefrekvensene, er amplituden omtrent 7V fordi 10V * 0,707V => 7V.
Forsterkning av passivt båndpassfilter
Forsterkningen til det passive båndpassfilteret er alltid under inngangssignalet, så utgangsforsterkningen er mindre enn enhet. Utgangssignalet ved senterfrekvensen er innenfor fase, selv om utgangssignalet under senterfrekvensen leder fasen med en +90° forskyvning og utgangssignalet over senterfrekvensen vil ligge innenfor fase med -90° faseskift. Når vi gir elektrisk isolasjon mellom de to filtrene, kan vi oppnå bedre filterytelse.
applikasjoner
De anvendelser av passive båndpassfiltre Inkluder følgende.
- Passive Band Pass Filter brukes til å isolere eller filtrere ut visse frekvenser som ligger i et spesifikt bånd (eller) område av frekvenser.
- Disse filtrene brukes i lydforsterkerkretser eller applikasjoner som; forforsterker tonekontroller (eller) høyttaler delefilter.
- Disse gjelder for sender- og mottakerkretser innenfor trådløs kommunikasjon medium.
Dermed er dette en oversikt over en passiv båndpassfilter, kretser , arbeider og deres applikasjoner. Dette filteret er kombinasjonen av HPF og LPF og tillater et selektivt frekvensområde. Denne filterkretsen tillater et bredt og smalt spekter av frekvenser. Grensefrekvensen for høyere og lavere avhenger hovedsakelig av filterdesignet. Her er et spørsmål til deg, hva er BPF?
