Passiva bandpassfilterkan göras genom att koppla ihop ett lågpassfilter med ett högpassfilter
Det passiva bandpassfiltret kan användas för att isolera eller filtrera bort vissa frekvenser som ligger inom ett visst band eller frekvensområde. Gränsfrekvensen eller ƒc-punkten i ett enkelt RC-passivt filter kan styras exakt med hjälp av bara ett enda motstånd i serie med en icke-polariserad kondensator, och beroende på hur de är kopplade har vi sett att antingen ett lågpass- eller ett högpassfilter erhålls.
En enkel användning för dessa typer av passiva filter är i ljudförstärkartillämpningar eller kretsar, såsom i högtalarfilter eller tonkontroller för förförstärkare. Ibland är det nödvändigt att bara släppa igenom ett visst frekvensområde som inte börjar vid 0 Hz (DC) eller slutar vid någon övre högfrekvenspunkt utan ligger inom ett visst frekvensområde eller band, antingen smalt eller brett.
Genom att koppla ihop eller "kaskadkoppla" en enda lågpassfilterkrets med en högpassfilterkrets kan vi producera en annan typ av passivt RC-filter som släpper igenom ett valt frekvensområde eller "band" som kan vara antingen smalt eller brett, samtidigt som det dämpar alla utanför detta område. Denna nya typ av passivt filterarrangemang producerar ett frekvensselektivt filter som allmänt kallas bandpassfilter eller BPF.
Till skillnad från lågpassfiltret, som bara släpper igenom signaler från ett lågt frekvensområde, eller högpassfiltret, som släpper igenom signaler från ett högre frekvensområde, släpper ett bandpassfilter igenom signaler inom ett visst "band" eller en "spridning" av frekvenser utan att förvränga insignalen eller introducera extra brus. Detta frekvensband kan ha vilken bredd som helst och är allmänt känt som filterbandbredd.
Bandbredd definieras vanligtvis som frekvensområdet som finns mellan två specificerade frekvensgränspunkter (ƒc), som är 3 dB under den maximala mitt- eller resonanttoppen samtidigt som de dämpar eller försvagar de andra utanför dessa två punkter.
För vitt spridda frekvenser kan vi helt enkelt definiera termen "bandbredd", BW som skillnaden mellan den lägre gränsfrekvensen (ƒcLOWER) och den högre gränsfrekvensen (ƒcHIGHER). Med andra ord, BW = ƒH – ƒL. För att ett passbandsfilter ska fungera korrekt måste gränsfrekvensen för lågpassfiltret vara högre än gränsfrekvensen för högpassfiltret.
Det "ideala" bandpassfiltret kan också användas för att isolera eller filtrera bort vissa frekvenser som ligger inom ett visst frekvensband, till exempel brusreducering. Bandpassfilter är allmänt kända som andra ordningens filter (tvåpoliga) eftersom de har "två" reaktiva komponenter, kondensatorerna, i sin kretsdesign. En kondensator i lågpasskretsen och en annan kondensator i högpasskretsen.
Bode-diagrammet eller frekvensresponskurvan ovan visar bandpassfiltrets egenskaper. Här dämpas signalen vid låga frekvenser med en lutning på +20 dB/dekad (6 dB/oktav) tills frekvensen når den "nedre gränspunkten" ƒL. Vid denna frekvens är utspänningen återigen 1/√2 = 70,7 % av insignalens värde eller -3 dB (20*log(VOUT/VIN)) för ingången.
Utgången fortsätter med maximal förstärkning tills den når den "övre gränspunkten" ƒH där utgången minskar med en hastighet av -20 dB/dekad (6 dB/oktav) vilket dämpar alla högfrekventa signaler. Punkten för maximal utgångsförstärkning är generellt det geometriska medelvärdet av de två -3 dB-värdena mellan den nedre och övre gränspunkten och kallas "Centerfrekvens"- eller "Resonant Peak"-värdet ƒr. Detta geometriska medelvärde beräknas som ƒr² = ƒ(ÖVRE) x ƒ(NEDRE).
Abandpassfilterbetraktas som ett filter av andra ordningen (tvåpoligt) eftersom det har "två" reaktiva komponenter i sin kretsstruktur, kommer fasvinkeln att vara dubbelt så stor som för de tidigare observerade första ordningens filter, dvs. 180°. Fasvinkeln för utsignalen LEDER ingångens fasvinkel med +90° upp till mitt- eller resonansfrekvensen, den punkt där den blir "noll" grader (0°) eller "i fas" och ändras sedan till att förskjuta ingången med -90° när utfrekvensen ökar.
De övre och nedre gränsfrekvenspunkterna för ett bandpassfilter kan hittas med samma formel som för både låg- och högpassfiltren, till exempel.
Enheterna levereras som standard med SMA- eller N-honkontakter, eller 2,92 mm, 2,40 mm och 1,85 mm kontakter för högfrekventa komponenter.
Vi kan även anpassa bandpassfiltret efter dina behov. Du kan gå in på anpassningssidan för att ange de specifikationer du behöver.
Publiceringstid: 6 september 2022
