에 신호 처리 , 필터는 필요한 주파수 구성 요소를 허용하고 원하지 않는 주파수 구성 요소를 제거하는 데 사용되는 장치의 한 종류입니다. 필터링은 일부 주파수를 제거하여 인터페이스 신호 배경 잡음을 감소시킬 수있는 것으로 정의 할 수 있습니다. 필터의 회로는 결합을 위해 사용될 수 있습니다 LPF 및 HPF 특성을 대역 통과 필터라고하는 유일한 필터로 변환합니다. 다르다 종류의 필터 아날로그 / 디지털, 액티브 / 패시브, 선형 / 비선형, 시변 / 시간 불변과 같은 사용 가능. 이 기사에서는 애플리케이션과 함께 대역 통과 필터에 대한 개요를 설명합니다.
대역 통과 필터 란 무엇입니까?
그만큼 대역 통과 필터의 정의는 두 개의 특정 주파수 사이에서 신호가 흐르도록 허용하는 회로. 이러한 필터는 일부 BPF- 대역 통과 필터 설계 외부 전원으로 수행 할 수있을뿐만 아니라 집적 회로, 트랜지스터와 같은 부품 , 이름은 활성 대역 통과 필터 . 마찬가지로 일부 필터는 모든 종류의 전원을 사용하고 수동 커패시터 및 인덕터와 같은 구성 요소 , 수동 대역 통과 필터로 명명됩니다.
이들 필터 적용 가능 무선 송신기와 수신기에서. 송신기에서 BPF를 사용하여 출력 신호의 대역폭을 필요한 최소 수준으로 제한하고 선호하는 속도 및 형식으로 데이터를 전송할 수 있습니다. 마찬가지로 수신기에서이 필터를 사용하면 선호하는 주파수 범위의 신호를 디코딩 할 수있는 반면 불필요한 주파수의 신호는 피할 수 있습니다. 수신기의 신호 대 잡음비 (S / N)는 BPF에 의해 최적화 될 수 있습니다.
대역 통과 필터 회로
가장 좋은 예 대역 통과 필터 회로 이다 RLC 회로 아래에 나와 있습니다. 이 필터는 LPF와 HPF를 결합하여 설계 할 수도 있습니다. BPF에서 Bandpass는 일종의 필터를 보여줍니다. 영향을받는 스펙트럼의 실제 섹션을 참조하는 통과 대역과 구별되어야합니다. 목가적 인 대역 통과 필터에는 게인과 감쇠가 없으므로 완전히 레벨 통과 대역입니다. 그러면 통과 대역 외부의 모든 주파수가 완전히 감쇠됩니다.
대역 통과 필터 회로
실제로 대역 통과 필터는 이상적이지 않으며 선호하는 주파수 선택을 벗어난 모든 주파수를 완전히 감쇠하지 않습니다. 특히, 주파수가 감쇠 될 때마다 제안 된 통과 대역 바로 외부에 섹션이 있지만 필터 롤오프와 같이 폐기되지는 않으며 일반적으로 10 년 주파수의 모든 옥타브에 대해 감쇠 dB로 지정됩니다. 일반적으로 필터 설계는 롤오프를 가능한 한 얇게 만들어 필터가 제안 된 설계를 수행하도록합니다. 종종, 이것은 통과 대역 리플의 지출로 달성 될 수 있으며 그렇지 않으면 저지 대역 리플을 사용합니다.
필터 대역폭은 다음과 같이 정의 할 수 있습니다. 높은 주파수와 낮은 주파수 사이의 차이. 폼 팩터는 컷오프 주파수를 결정하기 위해 두 개의 서로 다른 감쇠 값으로 계산 된 대역폭의 비율입니다. 2dB 감쇠에서 주파수간에 계산됩니다. 광학 BPF는 일반적으로 연극뿐만 아니라 사진 촬영에도 사용됩니다. 이러한 종류의 필터는 투명한 컬러 필름의 윤곽을 잡습니다.
다양한 유형의 대역 통과 필터
대역 통과 필터의 분류는 광대역 통과 필터와 같은 두 가지 유형으로 수행 할 수 있습니다. 협 대역 통과 필터 .
광대역 통과 필터
WBF 또는 넓은 대역 통과 필터 (WBF)는 일반적으로 단순한 설계 및 작동을위한 다른 회로 인 로우 패스 세그먼트와 하이 패스 세그먼트를 드롭하여 형성 할 수 있습니다.
광대역 통과 필터
그것은 많은 실용적인 회로로 인식됩니다. ± 20dB / decade의 대역 통과 필터는 1 차 로우 패스와 같은 두 섹션을 사용하여 형성 할 수 있으며 하이 패스 섹션은 드롭 할 수 있습니다. 마찬가지로, ± 40dB / decade의 대역 통과 필터는 두 개의 2 차 필터 즉, 저역 통과 및 고역 통과 필터 (HPF)를 직렬로 연결하여 형성 할 수 있습니다. 이것은 대역 통과 필터 (BPF)의 순서가 저역 통과 & 하이 패스 필터 . 그만큼 대역 통과 필터 그래프 아래에 나와 있습니다.
BPF의 주파수 응답
± 20dB / decade의 대역 통과 필터는 1 차로 구성 될 수 있습니다. HPF (하이 패스 필터) . 1 차 주문 LPF (로우 패스 필터) 다음 그림은 주파수 응답으로 표시됩니다.
협 대역 통과 필터
일반적으로 협 대역 통과 필터는 여러 피드백을 사용합니다. 이 연산 증폭기를 사용하는 대역 통과 필터 다음 회로도에 표시된대로. 이 필터의 주요 기능은 주로 다음과 같습니다.
협 대역 통과 필터
이 필터의 또 다른 이름은 두 개의 피드백 레인을 포함하기 때문에 다중 피드백 필터입니다.
안 연산 증폭기 반전 모드에서 활용
그만큼 주파수 응답 이 필터의 내용은 다음 그림에 나와 있습니다.
NBPF의 주파수 응답
일반적으로이 필터의 설계는 중심 주파수 (fc) 및 대역폭 또는 중심 주파수 및 BW의 정확한 값에 대해 수행 할 수 있습니다. 그만큼 구성 요소 이 회로의 다음 관계에 의해 결정될 수 있습니다. C1 및 C2 각각 커패시터 설계 계산의 단순화를 위해 C로 가져갈 수 있습니다.
R1 = Q / 2∏ fc CAf
R2 = Q / 2∏ fc C (2Q2-Af)
R3 = Q / ∏ fc 씨
위의 방정식에서 중간 주파수에서 Af는 이득을 나타내므로 Af = R3 / 2R1
그러나 Af는이 진술을 만족해야합니다 의<2Q2
여러 피드백 필터의 fc (중심 주파수)는 대역폭이나 게인을 변경하지 않고 새로운 주파수 fc로 변경할 수 있습니다. 이것은 R2를 R2’로 변경하여 얻을 수 있습니다.
R2 '= R2 * ( fc / fc )두
대역 통과 필터 계산기
다음 회로는 수동 대역 통과 필터 회로입니다. 이 회로를 사용하여 수동 대역 통과 필터를 계산할 수 있습니다. 수동적 인 공식 대역 통과 필터 계산기 아래에 나와 있습니다.
패시브 대역 통과 필터 계산기
낮은 차단 주파수의 경우 = 1 / 2∏R2C2
높은 차단 주파수의 경우 = 1 / 2∏R1C1
마찬가지로 활성 반전 연산 증폭기 BPF 및 활성 비 반전 연산 증폭기 BPF를 계산할 수 있습니다.
대역 통과 필터 애플리케이션
대역 통과 필터의 응용은 다음과 같습니다.
- 이 필터는 다음에 광범위하게 적용됩니다. 무선 송신기 및 수신기 .
- 이 필터는 수신기의 동정심뿐만 아니라 S / N 비율 (신호 대 잡음)을 최적화하는 데 사용할 수 있습니다.
- 필터의 주요 목적 송신기 출력 신호의 BW를 통신을 위해 선택한 대역으로 제한하는 것입니다.
- BPF는 다음과 같은 광학 분야에서도 널리 사용됩니다. LIDARS , 레이저 등
- 이 필터의 가장 좋은 응용 프로그램은 오디오 신호 처리이며, 나머지는 제거하지만 특정 범위의 사운드 주파수가 필요한 경우입니다.
- 이 필터는 소나, 기기, 의료 및 지진학 응용
- 이러한 필터에는 통신 시스템 다양한 신호에서 특정 신호를 선택합니다.
따라서 이것은 대역 통과 필터 이론 여기에는 작동하는 회로도, 대역 통과 필터 유형 및 응용 프로그램이 포함됩니다. 위의 정보에서 마지막으로 이러한 필터의 다른 응용 분야에는 천문학이 포함된다는 결론을 내릴 수 있습니다. 이러한 필터는 장치에 빛의 범위의 일부만 허용합니다. 이 필터는 별이 주요 시리즈에서 기대는 위치를 찾고 적색 편이를 인식하는 데 도움이 될 수 있습니다. 여기에 질문이 있습니다. 능동 대역 통과 필터 란 무엇입니까?
