Neiegkeeten

Passiv Bandpassfilterkann duerch d'Verbindung vun engem Tiefpassfilter mat engem Héichpassfilter gemaach ginn

De passive Bandpassfilter kann benotzt ginn, fir bestëmmte Frequenzen ze isoléieren oder ze filteren, déi an engem bestëmmte Band oder Frequenzberäich leien. D'Grenzfrequenz oder de ƒc-Punkt an engem einfache RC-Passivfilter kann präzis mat just engem eenzege Widderstand a Serie mat engem net-polariséierte Kondensator kontrolléiert ginn, an ofhängeg dovun, wéi se verbonne sinn, hu mir gesinn, datt entweder en Déifpass- oder en Héichpassfilter kritt gëtt.

Eng einfach Uwendung fir dës Zorte vu passive Filteren ass an Audioverstärkerapplikatiounen oder Schaltungen, wéi zum Beispill a Lautsprecher-Frequenzfilteren oder Virverstärker-Tounregler. Heiansdo ass et néideg, nëmmen e bestëmmte Frequenzenberäich duerchzeloossen, deen net bei 0Hz (DC) ufänkt oder un engem ieweschten Héichfrequenzpunkt ophält, mä an engem bestëmmte Frequenzenberäich oder -band läit, entweder schmuel oder breet.

Indem mir eng eenzeg Déifpassfilterschaltung mat enger Héichpassfilterschaltung verbannen oder "kaskadéieren", kënne mir eng aner Zort vu passivem RC-Filter produzéieren, deen e gewielte Frequenzenberäich oder "Band" duerchléisst, déi entweder schmuel oder breet kënne sinn, während all déi ausserhalb vun dësem Beräich gedämpft ginn. Dës nei Zort vu passivem Filteranordnung produzéiert e frequenzselektive Filter, deen allgemeng als Bandpassfilter oder kuerz BPF bekannt ass.

Am Géigesaz zum Tiefpassfilter, deen nëmme Signaler aus engem niddrege Frequenzberäich duerchléisst, oder zum Héichpassfilter, deen Signaler aus engem méi héije Frequenzberäich duerchléisst, léisst e Bandpassfilter Signaler bannent engem bestëmmte "Band" oder "Verbreedung" vu Frequenzen duerch, ouni den Inputsignal ze verzerren oder zousätzleche Rauschen anzeféieren. Dëse Frequenzband kann all Breet hunn a gëtt allgemeng als Filterbandbreet bezeechent.

Bandbreet gëtt allgemeng definéiert als de Frequenzberäich, deen tëscht zwou spezifizéierte Frequenzabgrenzpunkten (ƒc) existéiert, déi 3dB ënner dem maximalen Zentrum oder Resonanzpeak leien, während déi aner ausserhalb vun dësen zwou Punkten ofgeschwächt oder geschwächt ginn.

Dann kënne mir fir wäit verbreet Frequenzen einfach den Term "Bandbreet" definéieren, BW als den Ënnerscheed tëscht der ënneschter Ofgrenzungsfrequenz (ƒcLOWER) an der méi héijer Ofgrenzungsfrequenz (ƒcHIGHER). An anere Wierder, BW = ƒH – ƒL. Fir datt e Bandpassfilter richteg funktionéiert, muss d'Ofgrenzungsfrequenz vum Tiefpassfilter méi héich si wéi d'Ofgrenzungsfrequenz fir den Héichpassfilter.

De "ideale" Bandpassfilter kann och benotzt ginn, fir bestëmmt Frequenzen ze isoléieren oder erauszefilteren, déi an engem bestëmmte Frequenzeband leien, zum Beispill fir Geräischerënnerdréckung. Bandpassfilter sinn allgemeng als Filter vun zweeter Uerdnung (zweipoleg) bekannt, well se "zwou" reaktiv Komponenten, d'Kondensatoren, an hirem Schaltungsdesign hunn. Ee Kondensator am Déifpasskrees an en anere Kondensator am Héichpasskrees.

De Bode-Plot oder d'Frequenzantwortkurve uewen weist d'Charakteristike vum Bandpassfilter. Hei gëtt de Signal bei niddrege Frequenzen ofgeschwächt, woubäi den Ausgang mat enger Steigung vun +20dB/Dekade (6dB/Oktav) eropgeet, bis d'Frequenz den "ënneschte Grenzpunkt" ƒL erreecht. Bei dëser Frequenz ass d'Ausgangsspannung erëm 1/√2 = 70,7% vum Wäert vum Inputsignal oder -3dB (20*log(VOUT/VIN)) vum Input.

D'Ausgab geet weider mat maximalem Verstärkungswäert, bis se den "ieweschten Ofgrenzungspunkt" ƒH erreecht, wou d'Ausgab mat enger Rate vun -20dB/Dekade (6dB/Oktav) ofhëlt, wouduerch all héichfrequent Signaler ofgeschwächt ginn. De Punkt vum maximalen Ausgangsverstärkungswäert ass normalerweis de geometresche Mëttelwäert vun den zwou -3dB Wäerter tëscht dem ënneschten an ieweschten Ofgrenzungspunkt a gëtt als "Zentrumsfrequenz" oder "Resonanzpeak" Wäert ƒr bezeechent. Dëse geometresche Mëttelwäert gëtt als ƒr² = ƒ(UEWEN) x ƒ(ËNNEN) berechent.

ABandpassfilterWann e Filter vun zweeter Uerdnung (zweipoleg) ugesi gëtt, well en "zwee" reaktiv Komponenten a senger Schaltungsstruktur huet, dann ass de Phasenwénkel duebel sou héich wéi dee vun de virdru gesinnen éischten Uerdnungsfilteren, also 180°. De Phasenwénkel vum Ausgangssignal féiert dee vum Input ëm +90° bis zur Mëtt- oder Resonanzfrequenz, wou en "null" Grad (0°) oder "an der Phas" gëtt, an ännert sech dann an eng VERSCHLENGUNG vum Input ëm -90° wann d'Ausgangsfrequenz eropgeet.

Déi iewescht an ënnescht Grenzfrequenzpunkte fir e Bandpassfilter kënnen mat der selwechter Formel wéi déi fir den Déifpass- an den Héichpassfilter fonnt ginn, zum Beispill.