Vijesti

Pasivni propusni filtrimože se napraviti spajanjem niskopropusnog filtra s visokopropusnim filtrom

Pasivni propusni filtar može se koristiti za izoliranje ili filtriranje određenih frekvencija koje se nalaze unutar određenog pojasa ili raspona frekvencija. Granična frekvencija ili ƒc točka u jednostavnom RC pasivnom filtru može se precizno kontrolirati korištenjem samo jednog otpornika u seriji s nepolariziranim kondenzatorom, a ovisno o tome na koji su način spojeni, vidjeli smo da se dobiva niskopropusni ili visokopropusni filtar.

Jedna jednostavna upotreba za ove vrste pasivnih filtera je u primjenama ili sklopovima audio pojačala kao što su filtri skretnice zvučnika ili kontrole tona predpojačala. Ponekad je potrebno propustiti samo određeni raspon frekvencija koje ne počinju na 0 Hz (DC) ili završavaju na nekoj gornjoj visokofrekventnoj točki, ali su unutar određenog raspona ili pojasa frekvencija, bilo uskog ili širokog.

Spajanjem ili "kaskadiranjem" jednog kruga niskopropusnog filtra s krugom visokopropusnog filtra, možemo proizvesti drugu vrstu pasivnog RC filtra koji propušta odabrani raspon ili "pojas" frekvencija koje mogu biti uske ili široke, a istovremeno prigušuje sve one izvan tog raspona. Ova nova vrsta rasporeda pasivnog filtra proizvodi frekvencijski selektivni filtar poznat kao pojasno propusni filtar ili skraćeno BPF.

Za razliku od niskopropusnog filtra koji propušta samo signale niskog frekvencijskog raspona ili visokopropusnog filtra koji propušta signale višeg frekvencijskog raspona, pojasnopropusni filtri propuštaju signale unutar određenog "pojasa" ili "raspona" frekvencija bez izobličenja ulaznog signala ili uvođenja dodatnog šuma. Ovaj frekvencijski pojas može biti bilo koje širine i obično je poznat kao propusnost filtra.

Propusnost se obično definira kao frekvencijski raspon koji postoji između dvije određene granične frekvencijske točke (ƒc), koje su 3dB ispod maksimalnog središnjeg ili rezonantnog vrha, dok istovremeno prigušuju ili slabe ostale točke izvan te dvije točke.

Zatim, za široko rasprostranjene frekvencije, možemo jednostavno definirati pojam "propusnost", BW kao razliku između donje granične frekvencije (ƒcLOWER) i više granične frekvencije (ƒcHIGHER). Drugim riječima, BW = ƒH – ƒL. Jasno je da bi filtar propusnog pojasa ispravno funkcionirao, granična frekvencija niskopropusnog filtra mora biti viša od granične frekvencije visokopropusnog filtra.

„Idealni“ pojasno propusni filtar može se koristiti i za izoliranje ili filtriranje određenih frekvencija koje se nalaze unutar određenog pojasa frekvencija, na primjer, za poništavanje šuma. Pojasno propusni filtri općenito su poznati kao filtri drugog reda (dvopolni) jer unutar svog sklopa imaju „dvije“ reaktivne komponente, kondenzatore. Jedan kondenzator u niskopropusnom krugu i drugi kondenzator u visokopropusnom krugu.

Bodeov dijagram ili krivulja frekvencijskog odziva prikazana iznad prikazuje karakteristike pojasnopropusnog filtra. Ovdje se signal prigušuje na niskim frekvencijama, a izlaz se povećava nagibom od +20dB/dekadi (6dB/oktavi) dok frekvencija ne dosegne "donju granicu" ƒL. Na toj frekvenciji izlazni napon je ponovno 1/√2 = 70,7% vrijednosti ulaznog signala ili -3dB (20*log(VOUT/VIN)) ulaza.

Izlazni signal se nastavlja s maksimalnim pojačanjem sve dok ne dosegne "gornju granicu" ƒH gdje se izlaz smanjuje brzinom od -20dB/dekadi (6dB/oktavi) prigušujući sve visokofrekventne signale. Točka maksimalnog izlaznog pojačanja općenito je geometrijska sredina dviju vrijednosti od -3dB između donje i gornje granice i naziva se vrijednost "srednje frekvencije" ili "rezonantnog vrha" ƒr. Ova geometrijska srednja vrijednost izračunava se kao ƒr² = ƒ(GORNJA) x ƒ(DONJA).

Apojasnopropusni filtarsmatra se filtrom drugog reda (dvopolnim) jer ima "dvije" reaktivne komponente unutar svoje strukture kruga, tada će fazni kut biti dvostruko veći od prethodno viđenih filtera prvog reda, tj. 180°. Fazni kut izlaznog signala PREDBAVA ulazni za +90° do središnje ili rezonantne frekvencije, točke u kojoj postaje "nula" stupnjeva (0°) ili "u fazi", a zatim se mijenja u ZAOSTATAK ulaza za -90° kako se izlazna frekvencija povećava.

Gornja i donja granična frekvencija za pojasno propusni filtar mogu se pronaći pomoću iste formule kao i za niskopropusni i visokopropusni filtar, na primjer.