Dalam pemprosesan isyarat , penapis adalah salah satu jenis peranti yang digunakan untuk membenarkan komponen frekuensi yang diperlukan serta membuang komponen frekuensi yang tidak diingini. Penyaringan dapat didefinisikan sebagai kebisingan latar sinyal antara muka dapat dikurangi dengan menghapus beberapa frekuensi. Litar penapis boleh digunakan untuk menyatukan LPF dan HPF sifat menjadi satu-satunya penapis yang disebut sebagai penapis lulus jalur. Terdapat berbeza jenis penapis tersedia seperti analog / digital, aktif / pasif, linear / tidak linier, varian masa / invarian masa. Artikel ini membincangkan gambaran keseluruhan penapis hantaran jalur dengan aplikasi
Apa itu Band Pass Filter?
The definisi penapis lulus jalur adalah litar yang membenarkan isyarat mengalir di antara dua frekuensi tertentu, walaupun membahagi isyarat ini pada frekuensi lain. Penapis ini tersedia dalam pelbagai jenis beberapa BPF- reka bentuk penapis pas jalur boleh dilakukan dengan daya luaran serta aktif komponen seperti litar bersepadu, transistor , yang dinamakan sebagai penapis pas jalur aktif . Begitu juga, beberapa penapis menggunakan sumber kuasa apa pun dan juga pasif komponen seperti kapasitor dan induktor , yang dinamakan sebagai penapis pas jalur pasif.
Ini penapis boleh digunakan dalam pemancar tanpa wayar dan juga penerima. Dalam pemancar, BPF dapat digunakan untuk membatasi lebar jalur isyarat output ke tahap minimum yang diperlukan & menghantar data pada kelajuan & bentuk yang disukai. Begitu juga, pada penerima, penapis ini membiarkan isyarat dalam julat frekuensi yang disukai didekod, sementara menjauhkan dari isyarat pada frekuensi yang tidak perlu. Nisbah isyarat ke bunyi (S / N) penerima dapat dioptimumkan oleh BPF.
Litar Penapis Pas Jalur
Contoh terbaik dari a litar penapis hantaran jalur adalah Litar RLC yang ditunjukkan di bawah. Penapis ini juga boleh direka dengan menyatukan LPF dan HPF. Di BPF, Bandpass menggambarkan sejenis penapis sebaliknya prosedur penapisan. Ia harus dibezakan dari jalur lebar yang merujuk kepada bahagian sebenar spektrum yang dipengaruhi. Penapis jalur lebar yang indah tidak mempunyai keuntungan dan pelemahan, jadi ia adalah jalur lebar yang sama rata. Itu akan melemahkan setiap frekuensi di luar jalur laluan.
Litar Penapis Pas Jalur
Secara praktikal, penapis jalur lebar tidak ideal dan tidak melemahkan setiap frekuensi di luar pilihan frekuensi yang disukai sepenuhnya. Terutama, ada bahagian di luar jalur pas yang dicadangkan di mana frekuensi dilemahkan, namun tidak dibuang yang disebut seperti saringan roll-off, & biasanya, ia ditentukan dalam dB pelemahan untuk setiap oktaf sebaliknya dekad frekuensi. Secara umum, reka bentuk penapis kelihatan membina roll-off setipis mungkin, oleh itu membiarkan penapis melakukan reka bentuk yang dicadangkan. Kerap kali, ini dapat dicapai dengan perbelanjaan riak jalur lebar jika tidak, riak berhenti jalur.
Penapis lebar jalur boleh didefinisikan sebagai perbezaan antara frekuensi atas dan frekuensi rendah. Faktor bentuk adalah pecahan lebar jalur yang dikira dengan dua nilai pelemahan yang berbeza untuk menentukan frekuensi pemotongan, Sebagai contoh., Faktor bentuk 2: 1 pada 20/2 dB bermaksud lebar jalur yang dikira antara frekuensi pada pelemahan 20 dB adalah dua kali ganda yang dikira di antara frekuensi pada pelemahan 2 dB. BPF optik biasanya digunakan dalam fotografi dan juga kerja pencahayaan di teater. Jenis penapis ini menunjukkan garis besar filem berwarna jernih.
Jenis Penapis Band Pass yang berbeza
Pengkategorian penapis jalur lebar boleh dilakukan dalam dua jenis seperti penapis jalur lebar juga penapis hantaran jalur sempit .
Penapis Pas Lebar Lebar
WBF atau penapis jalur lebar (WBF) dapat dibentuk dengan menjatuhkan hantaran rendah serta segmen lorong tinggi yang biasanya merupakan litar yang berbeza yang bertujuan untuk reka bentuk & tindakan sederhana.
Penapis Pas Lebar Lebar
Ia dikenali dengan sebilangan litar praktikal. Penapis jalur lebar dengan ± 20 dB / dekad dapat dibentuk dengan menggunakan dua bahagian seperti lulus rendah orde 1 dan bahagian lulus tinggi dapat dijatuhkan. Begitu juga, penapis jalur lebar dengan ± 40 dB / dekad boleh dibentuk dengan menghubungkan dua penapis pesanan kedua secara bersiri iaitu penapis lulus rendah dan lorong tinggi (HPF). Ini bermaksud urutan penapis jalur lebar (BPF) diatur dengan urutan PAS Rendah & penapis lulus tinggi . The graf penapis jalur lebar ditunjukkan di bawah.
Respons Kekerapan BPF
Penapis jalur lebar dengan ± 20 dB / dekad boleh terdiri daripada pesanan pertama HPF (penapis lulus tinggi) . Pesanan pertama LPF (penapis lulus rendah) ditunjukkan dalam rajah berikut dengan tindak balas kekerapannya.
Penapis Pass Band Sempit
Secara amnya, penapis jalur lebar yang sempit menggunakan beberapa maklum balas. Ini penapis jalur lebar menggunakan op-amp seperti yang ditunjukkan dalam rajah litar berikut. Ciri utama penapis ini merangkumi yang berikut.
Penapis Pass Band Sempit
Nama lain penapis ini ialah penapis maklum balas berganda kerana ia merangkumi dua jalur maklum balas
Seorang op-amp digunakan dalam mod pembalikan
The tindak balas kekerapan penapis ini ditunjukkan dalam rajah berikut.
Respons Kekerapan NBPF
Biasanya, perancangan penapis ini boleh dilakukan untuk nilai tepat frekuensi pusat (fc) & lebar jalur atau frekuensi tengah & BW. The komponen litar ini dapat ditentukan oleh hubungan berikut. Setiap C1 dan C2 kapasitor boleh dibawa ke C untuk memudahkan pengiraan reka bentuk.
R1 = Q / 2∏ fc CAf
R2 = Q / 2∏ fc C (2Q2-Af)
R3 = Q / ∏ fc C
Dari persamaan di atas, pada frekuensi tengah Af menunjukkan kenaikan, jadi Af = R3 / 2R1
Tetapi, Af harus memenuhi pernyataan ini Daripada<2Q2
Fc pelbagai maklum balas (frekuensi tengah) dapat diubah menjadi fc frekuensi baru tanpa mengubah lebar jalur atau keuntungan. Ini dapat dicapai hanya dengan mengubah R2 menjadi R2 ’sehingga
R2 '= R2 * ( fc / fc ) dua
Kalkulator Penapis Pas Laluan
Litar berikut adalah litar penapis jalur pasif pasif. Dengan menggunakan litar ini kita dapat mengira penapis jalur pasif pasif. Formula untuk pasif kalkulator penapis jalur lebar ditunjukkan di bawah.
Kalkulator Penapis Pas Pasif
Untuk frekuensi pemotongan rendah = 1 / 2∏R2C2
Untuk frekuensi pemotongan tinggi = 1 / 2∏R1C1
Begitu juga, kita boleh mengira BPF pembalik aktif, dan BPF op-amp pembalik aktif.
Aplikasi Penapis Pas Laluan
Aplikasi penapis jalur lebar merangkumi yang berikut.
- Penapis ini boleh digunakan secara meluas untuk pemancar & penerima tanpa wayar .
- Penapis ini dapat digunakan untuk mengoptimumkan nisbah S / N (signal-to-noise) serta belas kasihan penerima.
- Tujuan utama penapis di pemancar adalah mengehadkan BW isyarat output ke jalur yang dipilih untuk komunikasi.
- BPF juga banyak digunakan dalam optik seperti LIDAR , laser, dll.
- Aplikasi terbaik penapis ini adalah pemprosesan isyarat audio, di mana julat frekuensi bunyi tertentu diperlukan walaupun menghilangkan yang lain.
- Penapis ini boleh digunakan dalam sonar, instrumen, perubatan, dan Seismologi aplikasi
- Penapis ini melibatkan sistem komunikasi kerana memilih isyarat tertentu dari pelbagai isyarat.
Oleh itu, ini semua berkaitan teori saringan band-pass yang merangkumi, gambarajah litar dengan berfungsi, jenis penapis jalur lebar dan aplikasinya. Dari maklumat di atas, akhirnya kita dapat menyimpulkan bahawa bidang aplikasi penapis lain termasuk dalam astronomi, penapis ini hanya membenarkan satu-satunya bahagian jarak cahaya ke dalam peranti. Penapis ini dapat membantu mencari di mana sahaja bintang berbaring di siri utama, mengenali peralihan merah, dll. Inilah soalan untuk anda, apakah penapis jalur lebar aktif?
