Пасіўныя паласавыя фільтрыможна зрабіць, злучыўшы фільтр нізкіх частот з фільтрам высокіх частот
Пасіўны паласавы фільтр можна выкарыстоўваць для ізаляцыі або фільтрацыі пэўных частот, якія знаходзяцца ў пэўнай паласе або дыяпазоне частот. Частата зрэзу або кропка ƒc у простым пасіўным RC-фільтры можа быць дакладна рэгулявана з дапамогай усяго аднаго рэзістара, падлучанага паслядоўна з непалярызаваным кандэнсатарам, і ў залежнасці ад таго, якім чынам яны падключаны, мы бачылі, што атрымліваецца альбо нізкачастотны, альбо высокачастотны фільтр.
Адно з простых ужыванняў гэтых тыпаў пасіўных фільтраў — у аўдыёўзмацняльніках або схемах, такіх як фільтры кросовера гучнагаварыцеляў або рэгулятары тону папярэдняга ўзмацняльніка. Часам неабходна прапускаць толькі пэўны дыяпазон частот, якія не пачынаюцца на 0 Гц (пастаянны ток) або не заканчваюцца ў нейкай верхняй кропцы высокай частаты, але знаходзяцца ў пэўным дыяпазоне або паласе частот, вузкай або шырокай.
Злучаючы або «каскадуючы» адну схему фільтра нізкіх частот са схемай фільтра высокіх частот, мы можам стварыць іншы тып пасіўнага RC-фільтра, які прапускае выбраны дыяпазон або «паласу» частот, якія могуць быць вузкімі або шырокімі, адначасова аслабляючы ўсе тыя, што знаходзяцца па-за гэтым дыяпазонам. Гэты новы тып пасіўнай фільтруючай схемы стварае частотна-селектыўны фільтр, вядомы як паласавы фільтр або скарочана BPF.
У адрозненне ад фільтра ніжніх частот, які прапускае толькі сігналы нізкачастотнага дыяпазону, і фільтра высокіх частот, які прапускае сігналы больш высокачастотнага дыяпазону, паласавы фільтр прапускае сігналы ў межах пэўнай «паласы» або «распаўсюджвання» частот, не скажаючы ўваходны сігнал і не ўносячы лішняга шуму. Гэтая паласа частот можа быць любой шырыні і звычайна вядомая як прапускная здольнасць фільтра.
Паласа прапускання звычайна вызначаецца як дыяпазон частот, які існуе паміж двума зададзенымі кропкамі адсечкі частаты (ƒc), якія знаходзяцца на 3 дБ ніжэй за максімальны цэнтр або рэзанансны пік, пры гэтым аслабляючы або паслабляючы іншыя кропкі па-за гэтымі двума кропкамі.
Тады для шырока распаўсюджаных частот мы можам проста вызначыць тэрмін «паласа прапускання», BW як розніцу паміж ніжняй частатой зрэзу (ƒcLOWER) і вышэйшай частатой зрэзу (ƒcHIGHER). Іншымі словамі, BW = ƒH – ƒL. Відавочна, што для правільнай працы паласовага фільтра частата зрэзу ніжніх частот павінна быць вышэйшай за частату зрэзу для фільтра высокіх частот.
«Ідэальны» паласавы фільтр таксама можна выкарыстоўваць для ізаляцыі або фільтрацыі пэўных частот, якія знаходзяцца ў пэўнай паласе частот, напрыклад, для шумапрыглушэння. Паласавыя фільтры звычайна вядомыя як фільтры другога парадку (двухполюсныя), таму што ў іх схеме ёсць «два» рэактыўныя кампаненты — кандэнсатары. Адзін кандэнсатар у ланцугу ніжніх частот і другі кандэнсатар у ланцугу высокіх частот.
Крывая частотнай характарыстыкі, прыведзеная вышэй, паказвае характарыстыкі паласовага фільтра. Тут сігнал аслабляецца на нізкіх частотах, прычым выхадны сігнал павялічваецца з нахілам +20 дБ/дэкада (6 дБ/актава), пакуль частата не дасягне «ніжняй кропкі адсечкі» ƒL. На гэтай частаце выхадное напружанне зноў складае 1/√2 = 70,7% ад значэння ўваходнага сігналу або -3 дБ (20*log(VOUT/VIN)) уваходнага сігналу.
Выхадны сігнал працягвае працаваць з максімальным узмацненнем, пакуль не дасягне «верхняй кропкі адсечкі» ƒH, дзе выхадны сігнал памяншаецца са хуткасцю -20 дБ/дэкаду (6 дБ/актаву), аслабляючы любыя высокачашчынныя сігналы. Кропка максімальнага ўзмацнення выходнага сігналу звычайна з'яўляецца сярэднім геаметрычным значэннем двух значэнняў -3 дБ паміж ніжняй і верхняй кропкамі адсечкі і называецца значэннем «цэнтральнай частаты» або «рэзананснага піка» ƒr. Гэта сярэдняе геаметрычнае значэнне разлічваецца як ƒr² = ƒ(ВЕРХНЯЯ) x ƒ(НІЖНЯЯ).
Aпаласавы фільтрлічыцца фільтрам другога парадку (двухполюсным), паколькі мае «два» рэактыўныя кампаненты ў сваёй схеме, тады фазавы кут будзе ўдвая большым, чым у раней разгляданых фільтраў першага парадку, г.зн. на 180°. Фазавы кут выходнага сігналу апярэджвае ўваходны на +90° да цэнтральнай або рэзананснай частаты, у кропцы ƒr, дзе ён становіцца «нуль» градусаў (0°) або «сінфазны», а затым змяняецца на адставанне ўваходнага на -90° па меры павелічэння выходнай частаты.
Верхнюю і ніжнюю кропкі частаты зрэзу для паласовага фільтра можна знайсці па той жа формуле, што і для нізкачастотных і высокачастотных фільтраў, напрыклад.
Прылады стандартна пастаўляюцца з раз'ёмамі SMA або N-типу «мама», альбо з раз'ёмамі 2,92 мм, 2,40 мм і 1,85 мм для высокачастотных кампанентаў.
Мы таксама можам наладзіць паласавы фільтр у адпаведнасці з вашымі патрабаваннямі. Вы можаце перайсці на старонку налады, каб задаць патрэбныя вам характарыстыкі.
Час публікацыі: 06 верасня 2022 г.
