Passiivne ribapääsfilter

Passiivne Ribapaasfilter



Filtriahelad võivad välja filtreerida elektroonikaahelate sagedusi. Põhiliste ehitusplokkidena kasutavad nad takistite ja kondensaatorite kombinatsioone. Selles artiklis kirjeldatakse ribapääsfiltrit, selle tööpõhimõtet, sagedusreaktsiooni koos näitega.

Passiivne ribapääsfilter

Ribalassifilter eraldab teatud sageduste vahemiku teistest teatud sagedusrühmas. Mõned keerukad elektriahelad ei pruugi sobida väga madalate sageduste 0 Hz või väga kõrgete sageduste läbilaskmiseks, passiivne ribapääsfilter täidab sageduse selektiivsuse funktsioone sõltuvalt takistite ja kondensaatorite jadakombinatsioonidest nende ahelas. Nad blokeerivad nii alumised kui ka ülemised sagedused väljaspool nende selektiivset ribapääsuvahemikku. Need filtrid koosnevad madalpääs- ja kõrgpääsfiltritest.







Ehitus

Tüüpiline ribapääsfilter peab esindama kahte RC-võrku, nagu on näidatud allpool:





Ühte RC võrku kasutatakse järjestikku, samas kui teist RC võrku kasutatakse paralleelselt. Piirsageduse väärtusi saab juhtida ribapääsfiltri ahelas kasutatavate takistite ja kondensaatorite väärtuste kaudu. See võib sõltuvalt sageduse piirväärtustest lubada laia sagedusvahemikku või kitsast sagedusvahemikku. Seetõttu nimetatakse teatud ribalaiuse sageduste vahemikku.





Sagedusvastuse kõver

Sageduskarakteristiku kõver on näidatud allpool. Sageduskarakteristiku kõver näitab kahte piirsageduse piirmäära: alumine piirsageduse piir fL ja kõrge piirsageduse piir fH. Kõik sagedused, mis jäävad allapoole madalamat piirsagedust fL, blokeeritakse, kuni ribapääsfiltri väljund tõuseb 20 db/dekaad kaldega. Seejärel saavutab väljund maksimaalse väärtuse 70,7% ja jääb konstantseks kindla sagedusvahemiku jaoks, kuni saavutatakse kõrgem sageduspiir fH. Väljund hakkab taas langema kallakul -20db/dekaad.

Maksimaalne võimendus -3db on alloleval joonisel märgitud nii tõusutrendis kui ka langustrendis. Seetõttu annab nende kahe sageduspunkti geomeetriline keskmine resonantspunkti või kesksageduspunkti.



Resonantssagedus

Ülemise ja alumise lõikesageduse geomeetrilist keskmist väljendatakse järgmiselt:

fr tähistab kesksagedust, fh aga ülemist piirsageduse väärtust ja fl tähistab alumist piirsageduse väärtust.

Faasinihke

Bandpassfiltrid on teist järku filtrid. See tähendab kahe passiivse elemendi kombinatsiooni olemasolu selle vooluringis. Teist järku filtrite faasinurk on kaks korda suurem kui esimest järku filtrite faasinurk. See tähendab, et ribapääsfiltris peab faasinurk olema 180 kraadi. Faasinihe näitas +90 kraadi kuni kesksageduseni ja -90 kraadi pärast kesksageduspunkti.

Ülemised ja alumised piirsagedused

Ülemise ja alumise sageduse väärtusi saab arvutada täpselt nagu madala ja kõrgribapääsfiltrite sagedusarvutusi. Üldise väljenduse annab:

Näide:

Projekteerida tuleb ribapääsfilter, mis võimaldab sagedusi vahemikus 5 kHz kuni 40 kHz. Eeldades, et takistid on 20 kΩ, arvutage kondensaatori väärtused ja joonistage lõplik ribapääsfilter.

Kasutades ülemise ja alumise piirsageduse üldist väljendit:

Kõrgpääskondensaatori väärtuse saab arvutada madalama sageduse piiri abil:

Madalpääskondensaatori väärtuse saab arvutada kõrgema sageduspiiri abil:

Järeldus

Ribalassifiltrid töötavad põhimõttel, et läbivad valikulise sagedusvahemiku, blokeerides samal ajal kõik madalamad või kõrgemad. Need koosnevad oma ehituselt nii madalpääsfiltritest kui ka kõrgpääsfiltrivõrkudest.