Prinsip Kerja Filter Pass Pass Pasif

Dalam banyak sistem elektronik, bermanfaat untuk mengendalikan aliran frekuensi, memungkinkan beberapa sinyal untuk lulus sambil menghalangi yang lain.Salah satu alat yang paling efektif untuk tujuan ini adalah sirkuit filter, yang menggunakan resistor, kapasitor, dan kadang -kadang induktor untuk mengelola rentang frekuensi yang diizinkan.Salah satu filter yang paling umum digunakan adalah filter pita pass (BPF), yang hanya memungkinkan frekuensi dalam kisaran tertentu melewati saat melemahkan orang -orang di luar kisaran ini.Artikel ini menggali cara kerja filter pass pita pasif, desain, operasi, dan aplikasi praktis mereka.

Katalog

Memahami Filter Pass Band Pasif

Filter pass pita pasif adalah kombinasi dari filter low pass dan lulus tinggi.Ini dirancang untuk memungkinkan frekuensi dalam kisaran tertentu untuk dilewati saat menghalangi mereka yang berada di luarnya.Jenis filter ini hanya menggunakan resistor komponen pasif, kapasitor, dan induktor dan tidak bergantung pada daya atau amplifikasi eksternal.Filter pass pita pasif sering digunakan dalam aplikasi audio, di mana mereka membantu mengisolasi rentang frekuensi tertentu yang diperlukan untuk pemrosesan suara.Filter -filter ini dibangun dengan mencairkan filter low pass (LPF) dan filter pass tinggi (HPF), yang bersama -sama menentukan pita frekuensi yang dapat melewati sistem.

Mekanisme inti filter pass pita pasif berputar di sekitar konfigurasi sekuensial filter low pass (LPF) diikuti oleh filter pass tinggi (HPF).Struktur seperti itu memastikan bahwa hanya segmen frekuensi yang ditargetkan melintasi filter, frekuensi peredam yang efisien di luar ruang lingkup ini.Dalam bidang implementasi praktis, pemilihan komponen yang cermat dengan spesifikasi yang tepat mempengaruhi hasil filter yang diinginkan.Pilihan yang disengaja dan penyetelan induktor dan kapasitor yang secara khusus menentukan frekuensi cut-off, sehingga berdampak pada keseluruhan dinamika filter.

Khususnya, filter pass pass pasif menemukan aplikasi penting di industri audio, di mana mereka mengkuratori integritas suara dengan presisi yang mengagumkan.Filter -filter ini mahir mengisolasi dan menekankan rentang frekuensi yang berbeda, seperti meningkatkan kejernihan vokal atau kekayaan soundscape instrumental dalam komposisi musik.Di luar audio, utilitas mereka meluas ke sistem komunikasi, di mana mereka secara efektif memangkas frekuensi yang tidak diinginkan, meminimalkan kebisingan dan gangguan dan dengan demikian meningkatkan kejelasan sinyal.

Diagram sirkuit filter pass pita pasif

Filter pass pass pasif memainkan peran penting dalam pemrosesan sinyal, dibangun dari komponen menguntungkan seperti resistor, kapasitor, dan induktor.Perangkat ini, yang tidak memperkuat sinyal, dikonfigurasi dengan cermat untuk memungkinkan rentang frekuensi tertentu sambil mengurangi yang lain.Khususnya, tidak adanya amplifier operasional membedakannya dari filter aktif.

Desain filter pass pita pasif relatif sederhana, hanya memanfaatkan komponen pasif.Sirkuit tipikal akan terdiri dari dua bagian: filter pass tinggi dan filter low pass.Filter pass tinggi memungkinkan frekuensi di atas titik cutoffnya untuk dilewati, sedangkan filter low pass memungkinkan frekuensi di bawah titik cutoffnya untuk dilewati.Hasilnya adalah pita frekuensi di tengah yang melewati filter dengan sedikit atenuasi.

Desain Filter Pass Pass Pasif

Filter pita-pass pasif adalah sirkuit sederhana yang dirancang untuk menyaring frekuensi di luar rentang tertentu menggunakan resistor dan kapasitor.Tidak seperti filter aktif, itu tidak memerlukan daya eksternal atau memberikan amplifikasi sinyal.Sebagai gantinya, ia menggabungkan filter high-pass (HPF) dan filter low-pass (LPF) untuk hanya memungkinkan frekuensi yang diinginkan lulus.

Komponen dan rentang frekuensi

Sirkuit ini menggunakan komponen dasar: dua kapasitor (1NF dan 1μF) dan dua resistor (150Ω dan 16kΩ).Passband untuk konfigurasi ini diatur antara 1 kHz dan 10 kHz.Menyesuaikan nilai resistor atau kapasitor dapat mengubah frekuensi ini untuk memenuhi kebutuhan spesifik.

Filter memiliki dua bagian: filter high-pass dan filter low-pass.

Filter High-Pass (HPF)

Bagian HPF terdiri dari R₁ dan C₁.Ini memungkinkan frekuensi di atas ambang batas tertentu, yang dikenal sebagai frekuensi cutoff yang lebih rendah, sambil memblokir frekuensi yang lebih rendah.Frekuensi cutoff dihitung sebagai:

Ini berarti HPF melewati sinyal di atas 1 kHz dan melemahkan yang di bawah ini.

Filter low-pass (LPF)

Bagian LPF, yang dibentuk oleh R₂ dan C₂, memungkinkan frekuensi di bawah frekuensi cutoff yang lebih tinggi yang ditentukan sambil memblokir frekuensi yang lebih tinggi.Frekuensi cutoff dihitung menggunakan rumus yang sama:

Ini berarti LPF memungkinkan frekuensi di bawah 10 kHz dan memblokir yang di atas.

Bersama-sama, HPF dan LPF membuat filter band-pass.HPF memungkinkan frekuensi di atas 1 kHz, dan LPF membatasi mereka di bawah 10 kHz, membentuk passband antara kedua titik ini.

Untuk menjaga efisiensi dan mencegah HPF mempengaruhi operasi LPF, R₂ harus secara signifikan lebih besar dari r₁.Dalam desain ini, r₂ dipilih menjadi 100 kali lebih besar dari r₁, memastikan operasi yang lancar tanpa gangguan.

Prinsip Kerja Filter Pass Pass Pasif

Filter pass pita pasif memungkinkan sinyal dalam rentang frekuensi tertentu melewati hampir tidak berubah sementara sangat mengurangi kekuatan sinyal di luar kisaran ini.Ini menggabungkan filter low-pass (LPF) dan filter high-pass (HPF) untuk mencapai penyaringan selektif ini.

Fungsionalitas dan rentang frekuensi yang efektif

Pertimbangkan pengaturan di mana LPF diatur ke cutoff 2 kHz dan HPF hingga 200 Hz.Filter beroperasi secara efisien antara frekuensi ini, memungkinkan sinyal dari 200 Hz hingga 2 kHz untuk dilewati dengan kekuatan penuh.Kisaran efektif ini disebut pita pass.Di perbatasan pita ini - 200 Hz dan 2 kHz - daya sinyal turun menjadi setengah, yang sesuai dengan penurunan amplitudo menjadi sekitar 0,707 dari tegangan puncak (VPEAK).

Perilaku amplitudo dan kinerja filter

Kinerja puncak filter berada di tengah pita pass, di mana kekuatan sinyal tertinggi.Bergerak menuju batas 200 Hz dan 2 kHz, amplitudo sinyal mulai turun tajam.Di luar titik -titik ini, filter sangat melemahkan sinyal, memastikan transmisi minimal di luar rentang frekuensi yang diinginkan.

Menyesuaikan frekuensi cutoff

Mengubah pengaturan cutoff menjadi 1 kHz untuk lebih rendah dan 10 kHz untuk pergeseran yang lebih tinggi frekuensi pusat, dihitung sebagai rata -rata geometris dari dua frekuensi ini.Frekuensi pusat ini adalah tempat filter memungkinkan kekuatan sinyal tertinggi.

Gain dan fase bergeser dalam filter

Keuntungan output dari filter pass pita pasif kurang dari satu, artinya menghasilkan sinyal yang lebih lemah dari yang diterimanya.Fase sinyal output bergeser melintasi spektrum frekuensi: itu mengarah dengan +90 ° di bawah dan tertinggal -90 ° di atas frekuensi tengah.Pergeseran ini sangat penting untuk aplikasi yang membutuhkan penyelarasan fase yang tepat.

Aplikasi praktis

Filter pass pass pasif sangat penting dalam:

-Audio Systems untuk mengelola frekuensi yang diarahkan ke speaker spesifik dalam jaringan kontrol dan crossover.

-Mommunikasi tanpa hemat untuk mengisolasi frekuensi dan mencegah gangguan, memastikan transmisi dan penerimaan yang jelas.

Kesimpulan

Filter pass pita pasif adalah sirkuit sederhana namun efektif yang memungkinkan sinyal dalam rentang frekuensi spesifik untuk dilewati saat memblokir orang lain.Dengan menggabungkan filter pass tinggi dan low pass, dapat mengakomodasi pita frekuensi lebar dan sempit, menjadikannya serbaguna untuk berbagai aplikasi dalam sistem audio, teknologi komunikasi, dan seterusnya.Apakah Anda merancang filter untuk penguat audio atau sistem komunikasi nirkabel, memahami cara memilih komponen yang sesuai dan menghitung frekuensi cutoff adalah untuk mencapai kinerja yang optimal.