Пасивні смугові фільтриможна зробити, з'єднавши фільтр низьких частот з фільтром високих частот
Пасивний смуговий фільтр може бути використаний для ізоляції або фільтрації певних частот, що лежать у певній смузі або діапазоні частот. Частоту зрізу або точку ƒc у простому пасивному RC-фільтрі можна точно контролювати за допомогою лише одного резистора, послідовно з'єднаного з неполяризованим конденсатором, і залежно від того, яким чином вони з'єднані, ми бачили, що отримується фільтр низьких або високих частот.
Одним із простих застосувань цих типів пасивних фільтрів є використання в аудіопідсилювачах або схемах, таких як фільтри кросовера гучномовців або регулятори тембру передпідсилювача. Іноді необхідно пропускати лише певний діапазон частот, які не починаються на 0 Гц (постійний струм) або не закінчуються на деякій верхній точці високої частоти, але знаходяться в певному діапазоні або смузі частот, вузькій або широкій.
З'єднуючи або «каскадуючи» разом одну схему фільтра низьких частот зі схемою фільтра високих частот, ми можемо створити інший тип пасивного RC-фільтра, який пропускає вибраний діапазон або «смугу» частот, які можуть бути вузькими або широкими, одночасно ослаблюючи всі ті, що знаходяться за межами цього діапазону. Цей новий тип пасивного фільтра створює частотно-селективний фільтр, відомий як смуговий фільтр або скорочено СПФ.
На відміну від фільтра низьких частот, який пропускає лише сигнали низького діапазону частот, або фільтра високих частот, який пропускає сигнали вищого діапазону частот, смуговий фільтр пропускає сигнали в межах певної «смуги» або «розкиду» частот, не спотворюючи вхідний сигнал і не вносячи додаткового шуму. Ця смуга частот може бути будь-якої ширини і зазвичай відома як смуга пропускання фільтрів.
Смуга пропускання зазвичай визначається як діапазон частот, що існує між двома заданими точками відсікання частоти (ƒc), які знаходяться на 3 дБ нижче максимального центрального або резонансного піку, одночасно ослаблюючи або послаблюючи інші точки поза цими двома точками.
Тоді для широко розкиданих частот ми можемо просто визначити термін «смуга пропускання», BW як різницю між нижньою граничною частотою (ƒcLOWER) та вищою граничною частотою (ƒcHIGHER). Іншими словами, BW = ƒH – ƒL. Зрозуміло, що для правильного функціонування смугового фільтра гранична частота фільтра низьких частот повинна бути вищою за граничну частоту фільтра високих частот.
«Ідеальний» смуговий фільтр також може бути використаний для ізоляції або фільтрації певних частот, що лежать у певній смузі частот, наприклад, для шумозаглушення. Смугові фільтри зазвичай відомі як фільтри другого порядку (двополюсні), оскільки вони мають «два» реактивні компоненти, конденсатори, у своїй схемі. Один конденсатор у колі низьких частот та інший конденсатор у колі високих частот.
Наведена вище крива частотної характеристики або діаграма Боде показує характеристики смугового фільтра. Тут сигнал ослабляється на низьких частотах, а вихідний сигнал зростає з нахилом +20 дБ/декада (6 дБ/октава), доки частота не досягне точки «нижнього відсікання» ƒL. На цій частоті вихідна напруга знову становить 1/√2 = 70,7% від значення вхідного сигналу або -3 дБ (20*log(VOUT/VIN)) вхідного сигналу.
Вихідний сигнал продовжує працювати з максимальним підсиленням, доки не досягне «верхньої точки зрізу» ƒH, де вихідний сигнал зменшується зі швидкістю -20 дБ/декаду (6 дБ/октаву), послаблюючи будь-які високочастотні сигнали. Точка максимального вихідного підсилення зазвичай є середнім геометричним значенням двох значень -3 дБ між нижньою та верхньою точками зрізу та називається значенням «центральної частоти» або «резонансного піку» ƒr. Це середнє геометричне значення розраховується як ƒr² = ƒ(ВЕРХНЯ) x ƒ(НИЖНЯ).
Aсмуговий фільтрвважається фільтром другого порядку (двополюсним), оскільки він має «два» реактивні компоненти у своїй схемі, тоді фазовий кут буде вдвічі більшим, ніж у раніше розглянутих фільтрів першого порядку, тобто на 180°. Фазовий кут вихідного сигналу випереджає вхідний на +90° до центральної або резонансної частоти, точки ƒr, де він стає «нульовим» градусами (0°) або «синфазним», а потім змінює відставання від вхідного на -90° зі збільшенням вихідної частоти.
Верхню та нижню точки граничної частоти для смугового фільтра можна знайти за тією ж формулою, що й для фільтрів низьких та високих частот, наприклад.
Пристрої стандартно постачаються з роз'ємами SMA або N female, або роз'ємами 2,92 мм, 2,40 мм та 1,85 мм для високочастотних компонентів.
Ми також можемо налаштувати смуговий фільтр відповідно до ваших вимог. Ви можете перейти на сторінку налаштування, щоб вказати необхідні вам характеристики.
Час публікації: 06 вересня 2022 р.
