Bandpassfilter

So erstellen Sie einen Bandpassfilter

Es gibt Anwendungen, bei denen ein bestimmtes Band oder eine bestimmte Streuung oder Frequenzen aus einem größeren Bereich gemischter Signale gefiltert werden müssen. Filterschaltungen können so konstruiert werden, dass sie diese Aufgabe erfüllen, indem die Eigenschaften von Tiefpass und Hochpass in einem einzigen Filter kombiniert werden. Das Ergebnis wird als Bandpass bezeichnet filtern.

Das Erstellen eines Bandpassfilters aus einem Tiefpass- und Hochpassfilter kann anhand von Blockschaltbildern veranschaulicht werden:

Blockdiagramm eines Bandpassfilters auf Systemebene.

Entwerfen Sie einen Bandpassfilter mit Kondensatoren

Aus der Reihenschaltung dieser beiden Filterkreise entsteht eine Schaltung, die nur die Frequenzen passieren lässt, die weder zu hoch noch zu niedrig sind. So könnte ein typischer Schaltplan mit realen Komponenten aussehen. Die Reaktion des Bandpassfilters ist in gezeigt.

Kapazitiver Bandpassfilter.

kapazitiver Bandpassfilter v1 1 0 ac 1 sin r1 1 2 200 c1 2 0 2.5u c2 2 3 1u rload 3 0 1k .ac lin 20 100 500 .plot ac v(3) .Ende

Die Reaktion eines kapazitiven Bandpassfilters weist Spitzen innerhalb eines schmalen Frequenzbereichs auf.

Entwerfen Sie einen Bandpassfilter mit Induktivitäten

Bandpassfilter können auch mit Induktivitäten aufgebaut werden, aber wie bereits erwähnt, bietet die reaktive „Reinheit“ von Kondensatoren ihnen einen Designvorteil. Wenn wir einen Bandpassfilter mit Induktivitäten entwerfen würden, könnte dieser in etwa so aussehen:

Induktiver Bandpassfilter.

Dass bei dieser Ausführung der Hochpassteil „an erster Stelle“ statt des Tiefpassteils steht, macht in der Gesamtfunktion keinen Unterschied. Es filtert immer noch alle zu hohen oder zu niedrigen Frequenzen heraus.

Die allgemeine Idee, Tiefpass- und Hochpassfilter zu kombinieren, um einen Bandpassfilter zu erstellen, ist zwar solide, jedoch nicht ohne bestimmte Einschränkungen.

Weil diese Art von Bandpassfilter funktioniert, indem er sich auf einen der Abschnitte verlässt, um blockieren unerwünschten Frequenzen, kann es schwierig sein, einen solchen Filter so zu gestalten, dass er einen ungehinderten Durchgang innerhalb des gewünschten Frequenzbereichs ermöglicht.

Sowohl der Tiefpass- als auch der Hochpassabschnitt werden immer bis zu einem gewissen Grad Signale blockieren, und ihre kombinierte Anstrengung ergibt bestenfalls ein gedämpftes (amplitudenreduziertes) Signal, selbst an der Spitze des „Passband“-Frequenzbereichs.

Beachten Sie die Kurvenspitze der vorherigen SPICE-Analyse:Die Lastspannung dieses Filters steigt nie über 0,59 Volt an, obwohl die Quellenspannung ein volles Volt beträgt. Diese Signaldämpfung wird stärker, wenn das Filter selektiver ausgelegt wird (steilere Kurve, schmaleres Band passierbarer Frequenzen).

Es gibt andere Verfahren, um einen Bandpassbetrieb zu erreichen, ohne die Signalstärke innerhalb des Durchlassbandes zu opfern. Wir werden diese Methoden etwas später in diesem Kapitel besprechen.

RÜCKBLICK:

Ein Bandpass Filter filtert zu niedrige oder zu hohe Frequenzen heraus, sodass nur Frequenzen innerhalb eines bestimmten Bereichs leicht passieren können.
Bandpassfilter können durch Stapeln eines Tiefpassfilters am Ende eines Hochpassfilters oder umgekehrt hergestellt werden.
„Dämpfen“ bedeutet, die Amplitude zu verringern oder zu verringern. Wenn Sie den Lautstärkeregler Ihrer Stereoanlage zurückdrehen, „dämpfen“ Sie das an die Lautsprecher gesendete Signal.

VERWANDTE ARBEITSBLÄTTER:

Arbeitsblatt für aktive Filter

Hochpassfilter Bandstoppfilter

Industrietechnik

Herstellungsprozess

3d Drucken

Automatisierungssteuerung System

Industrietechnik