Filtrirna vezja filtrirajo frekvence v elektronskih vezjih. Ta vezja uporabljajo kombinacijo uporov in kondenzatorji kot njihove temeljne gradbene elemente. To vezje filtra je potrebno v blokovnem diagramu napajanja po usmerniškem vezju, ker spreminja pulzirajočo izmenično napetost v enosmerno in napaja samo v eno smer. Filtrirno vezje loči razpoložljivo AC komponento znotraj popravljenega izhoda in omogoči enosmerni komponenti, da pride do bremena. Med njimi so na voljo različne vrste filtrov pasovni filter (BPF) je ena od vrst. Ta filter omogoča frekvence v določenem frekvenčnem območju in zmanjšuje frekvence, ko so zunaj tega območja. te filtri so na voljo v različnih vrstah, vendar je pasivni BPF ena izmed vrst. Torej, ta članek ponuja kratke informacije o a pasivni pasovni filter , njegovo delovanje in aplikacije.
Kaj je pasivni pasovni filter?
Kombinacija nizkopasovnega in visokoprepustnega filtra je znana kot pasivni pasovni filter. Ta vrsta filtra omogoča določen frekvenčni pas in blokira vse preostale frekvence. To je električno vezje, ki uporablja le pasivne elemente, kot so R, C & L. Torej je ta filter izdelan s kaskadnim združevanjem dveh filtrov, kot sta LPF in HPF. Glavna uporaba pasivnega pasovnega filtra je v avdio ojačevalnik . Včasih pri zvočnih ojačevalnikih zahtevamo določeno frekvenčno območje, ki se ne začne pri 0 Hz in ni visoka frekvenca, čeprav zahtevamo določeno območje frekvenčnega pasu, bodisi širše bodisi ožje.
Shema vezja pasivnega pasovnega filtra
Pasivni filter uporablja samo pasivne komponente, kot so; upori, induktorji & kondenzatorji. Tako lahko pasivni pasovni filter uporablja tudi pasivne komponente in jih ne uporablja operacijski ojačevalnik za ojačanje. Ojačevalni del, podoben aktivnemu pasovnemu filtru, ni prisoten v pasivnem pasovnem filtru. Shema vezja pasivnega pasovnega filtra vključuje tudi vezja visokoprepustnega in nizkopasovnega filtra. Torej je prvi del vezja za pasivni HPF, medtem ko je druga polovica vezja za pasivni LPF.
Zasnova pasivnega pasovnega filtra
Zasnovo pasivnega pasovnega filtra je mogoče narediti preprosto z uporabo upori & kondenzatorji. Vezje pasivnega pasovnega filtra ne potrebuje energije in se ne uporablja za nobeno aktivno ojačanje. Te vrste pasovnih filtrov se uporabljajo poleg aktivnega vezja za zagotavljanje ojačanja, vendar sami po sebi ne zagotavljajo nobenega ojačanja. Ti filtri so zasnovani s kombinacijo HPF in LPF.
Potrebne komponente za izdelavo tega vezja vključujejo predvsem; kondenzatorji – 1nF in 1μF, upori – 150Ω in 16KΩ. Za izgradnjo tega vezja potrebuje le upore in kondenzatorje. Za to vezje filtra je prepustni pas od 1 kHz do 10 kHz za izbrane vrednosti uporov in kondenzatorjev. Če spremenimo te frekvence, je treba spremeniti vrednosti uporov in kondenzatorjev.
To vezje ima dva dela, kot sta visokofrekvenčni filter in a nizkoprepustni filter . Prvi del tega vezja je sestavljen iz R1 in C1, ki tvorita HPS. Tako ta filter dovoljuje preprosto vse frekvence nad točko, za katero je namenjen predvsem. Ta zasnova filtra preprosto tvori nižjo mejno frekvenčno točko, vendar je zahtevana spodnja mejna frekvenčna točka v tem vezju 1 kHz. Torej HPF omogoča frekvence nad 1KHz.
Spodnjo mejno frekvenco je mogoče izračunati z naslednjo formulo.
Spodnja mejna frekvenca = 1/2πR1C1.
Poznamo vrednosti upora in kondenzatorja, kot so; R1 = 150Ω in C1 = 1μF, zato te vrednosti nadomestimo v zgornji enačbi in lahko dobimo;
Spodnja mejna frekvenca = 1/2π(150Ω)*(1μF) => 1061 Hz => 1KHz.
Ta filter dovoljuje vse frekvence nad 1 KHz in preprosto blokira vse frekvence ali močno oslabi vse frekvence pod 1 KHz.
Podobno je drugi del tega vezja sestavljen iz upora R2 in kondenzatorja C2, ki tvorita LPF. Ta filter blokira vse frekvence pod mejno točko.
Tukaj potrebujemo višjo mejno frekvenco 10 KHz znotraj tega filtrirnega vezja, zato to vezje omogoča prehod vseh frekvenc preprosto pod 10 KHz in blokira vse frekvence nad točko 10 KHz.
Formula za izračun višje mejne frekvence je enaka kot nižja mejna frekvenca, frekvenca => 1/2π R2C2
Poznamo vrednosti upora R2 in kondenzatorja C2; R2 = 16KΩ & C2 = 1nF, tako da nadomestimo ti dve vrednosti v zgornji enačbi, potem lahko dobimo;
Višja mejna frekvenca = 1/2π(16KΩ)*(1nF)= 9952Hz => 10KHz.
Tako HPF omogoča vse frekvence nad spodnjo mejno točko, medtem ko LPF dovoljuje vse frekvence pod višjo mejno frekvenco. To bo torej ustvarilo pasovno prepustni filter, kjer ima filter prepustni pas med nižjo in višjo mejno frekvenco.
Da bi se izognili učinku obremenitve na LPF iz HPF, je priporočljivo, da je vrednost upora R2 pod 10 (ali) nad uporom R1. V tem vezju naredimo vrednost upora R2 100-krat večjo.
Delo
To vezje deluje tako, da omogoča signale polne moči med nizkopasovnim filtrom in visokoprepustni filter frekvence. Če je nizkopasovni filter (LPF) zasnovan za frekvenco 2 KHz, medtem ko je visokoprepustni filter (HPF) zasnovan za frekvenco 200 Hz, potem to vezje ustvari izhodne signale med 200 Hz in 2 KHz s skoraj polno močjo ali popolno močjo.
Ko so ustvarjeni signali zunaj tega območja, bodo frekvence močno oslabljene, zato so njihove amplitude zelo nizke v primerjavi z amplitudo signala v prepustnem pasu. Prepustni pas se nanaša na signale med visokofrekvenčnimi in nizkofrekvenčnimi filtri, ki so prepuščeni s polno močjo.
Tukaj je prepustni pas od 200 Hz do 2 KHz, nato pa je nizka mejna frekvenca 200 Hz in visoka mejna frekvenca 2 KHz. V prepustnem pasu sta ti dve frekvenci dve točki znotraj prepustnega pasu, kjer pride do padca amplitude za 3 dB. Torej je ta padec enakovreden 0,707VPEAK.
Na naslednjem pasovnem grafu je najvišja amplituda (VPEAK). Tu bo amplituda padla, kadar koli dobite ti dve frekvenci. Ko doseže 0,707VPEAK, je to mejna točka 3dB, ki pomeni polovico največje moči. Po mejnih točkah 3dB pride do strmega padca amplitude, zato so frekvence zunaj mejnih frekvenc močno oslabljene.
Tu imamo dve glavni frekvenci; spodnja mejna frekvenca pri 1 KHz in višja mejna frekvenca pri 10 KHz. Središčna frekvenca je torej znana kot frekvenca med višjo in nižjo mejno frekvenco, ki se meri z uporabo formule √(f1)(f2) => √ (1061)(9952) => 3249 Hz.
Izhodni signal okoli te frekvence ima polno moč in je na najvišji najvišji vrednosti. Ko se približamo tej frekvenci, bo vrednost oslabljena ali zmanjšana znotraj amplitude. Amplituda je 0,707VPEAK pri mejnih frekvencah. Na primer, če VPEAK meri 10 voltov od vrha do vrha na mejnih frekvencah, potem je amplituda približno 7 V, ker je 10 V * 0,707 V => 7 V.
Dobiček pasivnega pasovnega filtra
Ojačanje pasivnega pasovnega filtra je vedno pod vhodnim signalom, zato je izhodno ojačenje manjše od enote. Izhodni signal pri osrednji frekvenci je znotraj faze, čeprav izhodni signal pod osrednjo frekvenco vodi fazo s premikom +90° in izhodni signal nad osrednjo frekvenco bo znotraj faze zaostajal za fazni zamik -90°. Kadarkoli zagotovimo električno izolacijo med filtroma, lahko dosežemo boljšo učinkovitost filtra.
Aplikacije
The uporabe pasivnih pasovnih filtrov vključujejo naslednje.
- Pasivni pasovni filter se uporablja za izolacijo ali filtriranje določenih frekvenc, ki ležijo v določenem pasu (ali) območju frekvenc.
- Ti filtri se uporabljajo v zvočnih ojačevalnih vezjih ali aplikacijah, kot so; krmilniki tonov predojačevalnika (ali) filtri kretnic zvočnikov.
- To velja za vezja oddajnika in sprejemnika znotraj brezžično komunikacijo srednje.
To je torej pregled pasiva pasovni filter, vezja , delujoče in njihove aplikacije. Ta filter je kombinacija HPF in LPF in omogoča selektivno frekvenčno območje. To vezje filtra omogoča širok in ozek razpon frekvenc. Mejna frekvenca višjih in nižjih je v glavnem odvisna od zasnove filtra. Tukaj je vprašanje za vas, kaj je BPF?
