Pasīvie joslas caurlaides filtri
Pasīvie joslas caurlaides filtrivar izveidot, savienojot zemfrekvences filtru ar augstfrekvences filtru
Pasīvo joslas caurlaides filtru var izmantot, lai izolētu vai filtrētu noteiktas frekvences, kas atrodas noteiktā joslā vai frekvenču diapazonā. Vienkārša RC pasīvā filtra robežfrekvenci jeb ƒc punktu var precīzi kontrolēt, izmantojot tikai vienu rezistoru virknē ar nepolarizētu kondensatoru, un atkarībā no tā, kādā veidā tie ir savienoti, mēs esam redzējuši, ka tiek iegūts vai nu zemfrekvences, vai augstas caurlaidības filtrs.
Viens vienkāršs šāda veida pasīvo filtru pielietojums ir audio pastiprinātāju lietojumos vai shēmās, piemēram, skaļruņu krustojuma filtros vai priekšpastiprinātāja toņa regulatoros. Dažreiz ir nepieciešams izlaist tikai noteiktu frekvenču diapazonu, kas nesākas ar 0 Hz (līdzstrāva) vai nebeidzas kādā augšējā augstfrekvences punktā, bet atrodas noteiktā frekvenču diapazonā vai joslā, kas ir vai nu šaura, vai plata.
Savienojot jeb “kaskadējot” kopā vienu zema caurlaidības filtra ķēdi ar augsta caurlaidības filtra ķēdi, mēs varam izveidot cita veida pasīvo RC filtru, kas izlaiž izvēlētu frekvenču diapazonu jeb “joslu”, kas var būt gan šaura, gan plata, vienlaikus vājinot visas tās, kas atrodas ārpus šī diapazona. Šis jauna veida pasīvā filtra izkārtojums rada frekvenču selektīvu filtru, kas pazīstams kā joslas caurlaidības filtrs jeb saīsināti BPF.
Atšķirībā no zemfrekvences caurlaidības filtra, kas laiž cauri tikai zemfrekvences diapazona signālus, vai augstfrekvences filtra, kas laiž cauri augstāka frekvenču diapazona signālus, joslas caurlaidības filtrs laiž cauri signālus noteiktā frekvenču "joslā" vai "izkliedē", neizkropļojot ieejas signālu vai neradot papildu troksni. Šī frekvenču josla var būt jebkura platuma, un to parasti sauc par filtra joslas platumu.
Joslas platums parasti tiek definēts kā frekvenču diapazons, kas pastāv starp diviem noteiktiem frekvenču atslēgšanas punktiem (ƒc), kas ir par 3 dB zem maksimālā centra vai rezonanses maksimuma, vienlaikus vājinot citus punktus ārpus šiem diviem punktiem.
Tad plaši izplatītām frekvencēm mēs varam vienkārši definēt terminu "joslas platums", BW kā starpību starp zemāko robežfrekvences (ƒcLOWER) un augstāko robežfrekvences (ƒcHIGHER) punktiem. Citiem vārdiem sakot, BW = ƒH – ƒL. Ir skaidrs, ka, lai caurlaides joslas filtrs darbotos pareizi, zemfrekvences filtra robežfrekvencei ir jābūt augstākai par augstfrekvences filtra robežfrekvenci.
“Ideālo” joslas caurlaides filtru var izmantot arī, lai izolētu vai filtrētu noteiktas frekvences, kas atrodas noteiktā frekvenču joslā, piemēram, trokšņu slāpēšanai. Joslas caurlaides filtrus parasti sauc par otrās kārtas filtriem (divpolu), jo to shēmas konstrukcijā ir “divi” reaģējošie komponenti — kondensatori. Viens kondensators ir zemfrekvences ķēdē, bet otrs — augstfrekvences ķēdē.
Iepriekš redzamā Boda diagramma jeb frekvences raksturlīkne parāda joslas caurlaides filtra raksturlielumus. Šeit signāls tiek vājināts zemās frekvencēs, izejai palielinoties ar slīpumu +20 dB/dekāde (6 dB/oktāva), līdz frekvence sasniedz "apakšējo robežvērtības" punktu ƒL. Šajā frekvencē izejas spriegums atkal ir 1/√2 = 70,7% no ieejas signāla vērtības jeb -3 dB (20*log(VOUT/VIN)) no ieejas.
Izeja turpina darboties ar maksimālo pastiprinājumu, līdz tā sasniedz "augšējo robežvērtības" punktu ƒH, kur izeja samazinās ar ātrumu -20 dB/dekāde (6 dB/oktāva), vājinot jebkurus augstfrekvences signālus. Maksimālā izejas pastiprinājuma punkts parasti ir divu -3 dB vērtību ģeometriskais vidējais starp apakšējo un augšējo robežvērtības punktu, un to sauc par "centrālās frekvences" vai "rezonanses maksimuma" vērtību ƒr. Šī ģeometriskā vidējā vērtība tiek aprēķināta kā ƒr² = ƒ(AUGŠĒJĀ) x ƒ(ZEMĀKĀ).
Ajoslas caurlaides filtrstiek uzskatīts par otrās kārtas (divpolu) tipa filtru, jo tā ķēdes struktūrā ir “divi” reaktīvās komponentes, tad fāzes leņķis būs divreiz lielāks nekā iepriekš redzētajiem pirmās kārtas filtriem, t.i., 180°. Izejas signāla fāzes leņķis IR PAR +90° APLIECINĀMS par ieejas fāzes leņķi līdz centram jeb rezonanses frekvencei, ƒr punktā, kur tas kļūst par “nulles” grādiem (0°) jeb “fāzē”, un pēc tam mainās uz -90° ATLAIDI no ieejas, palielinoties izejas frekvencei.
Joslas caurlaides filtra augšējo un apakšējo robežfrekvences punktu var atrast, izmantojot to pašu formulu kā gan zemfrekvences, gan augstfrekvences filtriem, piemēram.
Iekārtas standarta aprīkojumā ir aprīkotas ar SMA vai N sieviešu savienotājiem vai 2,92 mm, 2,40 mm un 1,85 mm savienotājiem augstfrekvences komponentiem.
Mēs varam arī pielāgot joslas caurlaides filtru atbilstoši jūsu prasībām. Jūs varat atvērt pielāgošanas lapu, lai norādītu nepieciešamās specifikācijas.
Publicēšanas laiks: 2022. gada 6. septembris
