Pasyvus dažnių juostos filtras
Juostos pralaidumo filtras atskiria tam tikrą dažnių diapazoną nuo kitų tam tikroje dažnių grupėje. Kai kurioms sudėtingoms elektros grandinėms gali būti netinkama leisti per jas labai žemus 0 Hz dažnius arba labai aukštus dažnius. Pasyvus dažnių juostos filtras atlieka dažnio selektyvumo funkcijas, priklausomai nuo nuoseklių rezistorių ir kondensatorių derinių jų grandinėje. Jie blokuoja ir žemesnius, ir viršutinius dažnius, esančius už jų selektyvaus pralaidumo diapazono. Šie filtrai yra sudaryti iš žemo dažnio ir aukšto dažnio filtrų.
Statyba
Tipiškas dažnių juostos pralaidumo filtras turi turėti du RC tinklus, kaip parodyta toliau:
Vienas RC tinklas naudojamas nuosekliai, o kitas RC tinklas naudojamas lygiagrečiai. Ribinio dažnio reikšmes galima valdyti naudojant juostos pralaidumo filtro grandinėje naudojamas rezistorių ir kondensatorių vertes. Jis gali leisti platų dažnių diapazoną arba siaurą dažnių diapazoną, priklausomai nuo ribinių dažnių verčių. Todėl tam tikras pralaidumo dažnių diapazonas vadinamas pralaidumu.
Dažnio atsako kreivė
Dažnio atsako kreivė parodyta žemiau. Dažnio atsako kreivė rodo dvi ribinio dažnio ribas: apatinę ribinio dažnio ribą fL ir aukštą ribinio dažnio ribą fH. Visi dažniai, esantys žemiau apatinio ribinio dažnio fL, blokuojami tol, kol juostos pralaidumo filtro išvestis pakyla 20db/dekad nuolydžiu. Tada išvestis pasiekia maksimalią 70,7% vertę ir išlieka pastovi tam tikram dažnių diapazonui, kol pasiekiama aukštesnė fH dažnio riba. Išeiga vėl pradeda kristi nuo -20db/dešimtmetį.
Žemiau esančiame paveikslėlyje didžiausias -3db padidėjimas pažymėtas tiek kylančioje, tiek mažėjančioje tendencijoje. Todėl šių dviejų dažnio taškų geometrinis vidurkis suteikia rezonanso tašką arba centrinio dažnio tašką.
Rezonanso dažnis
Viršutinio ir apatinio ribinio ribinio dažnio geometrinis vidurkis išreiškiamas taip:
fr rodo centrinį dažnį, o fh – viršutinę ribinio dažnio vertę, o fl reiškia žemesnę ribinio dažnio vertę.
Fazės poslinkis
Juostos pralaidumo filtrai yra antros eilės filtrai. Tai reiškia, kad grandinėje yra dviejų pasyviųjų elementų derinių. Antros eilės filtrų fazės kampas bus du kartus didesnis už pirmos eilės filtrų fazės kampą. Tai reiškia, kad juostos pralaidumo filtre fazės kampas turi būti 180 laipsnių. Fazės poslinkis rodė +90 laipsnių iki centrinio dažnio ir -90 laipsnių po centrinio dažnio taško.
Viršutinis ir apatinis ribiniai dažniai
Viršutinės ir apatinės dažnių reikšmės gali būti apskaičiuojamos taip pat, kaip dažnio skaičiavimai naudojant žemo ir aukšto dažnių juostos pralaidumo filtrus. Bendra išraiška pateikiama taip:
Pavyzdys:
Turi būti sukurtas dažnių juostos pralaidumo filtras, leidžiantis naudoti nuo 5 kHz iki 40 kHz. Darant prielaidą, kad rezistoriai yra 20 kΩ, apskaičiuokite kondensatoriaus reikšmes ir nubrėžkite galutinį dažnių juostos filtrą.
Naudojant bendrą viršutinio ir apatinio ribinio dažnio išraišką:
Aukšto dažnio kondensatoriaus vertę galima apskaičiuoti naudojant apatinę dažnio ribą:
Žemo dažnio kondensatoriaus vertę galima apskaičiuoti naudojant aukštesnę dažnio ribą:
Išvada
Juostos pralaidumo filtrai veikia pagal principą, leidžiantį pasirinkti tam tikrą dažnių diapazoną, tuo pačiu blokuojant visus žemesnius ar aukštesnius. Jų konstrukcija sudaryta iš žemųjų dažnių filtrų ir aukšto dažnio filtrų tinklų.