Полосовой фильтр - Band-pass filter

"Bandpass" перенаправляется сюда. Для использования в других целях см. Bandpass (значения).

Полоса пропускания измерена в точках половинной мощности (усиление -3 дБ, √2/ 2, или около 0,707 относительно пика) на диаграмме, показывающей передаточную функцию амплитуды в зависимости от частоты для полосового фильтра.
Пример средней сложности полосового фильтра.

А полосовой фильтр или же полосовой фильтр (БНФ) - это устройство, которое передает частоты в пределах определенного диапазона и отклоняет (ослабляет ) частот вне этого диапазона.

Описание

Пример аналог электронный полосовой пропуск фильтр является Схема RLC (а резистор –индуктор –конденсатор схема ). Эти фильтры также можно создать, объединив фильтр нижних частот с фильтр высоких частот.[1]

Bandpass прилагательное, описывающее тип фильтра или процесса фильтрации; это следует отличать от полоса пропускания, который относится к фактической части затронутого спектра. Следовательно, можно сказать: «Двойной полосовой фильтр имеет две полосы пропускания». А полосовой сигнал представляет собой сигнал, содержащий полосу частот, не смежных с нулевой частотой, например сигнал, выходящий из полосового фильтра.[2]

Идеальный полосовой фильтр должен иметь полностью плоскую полосу пропускания (например, без усиления / затухания) и полностью ослаблять все частоты за пределами полосы пропускания. Кроме того, переход из полосы пропускания будет иметь кирпичная стена характеристики.

На практике никакой полосовой фильтр не идеален. Фильтр не подавляет полностью все частоты за пределами желаемого частотного диапазона; в частности, есть область сразу за намеченной полосой пропускания, где частоты ослабляются, но не отклоняются. Это известно как фильтр скатывание, и обычно выражается в дБ затухания на октава или же десятилетие частоты. Как правило, конструкция фильтра направлена ​​на то, чтобы сделать спад как можно более узким, что позволяет фильтру работать как можно ближе к его предполагаемой конструкции. Часто это достигается за счет полосы пропускания или полосы задерживания. рябь.

В пропускная способность фильтра - это просто разница между верхним и нижним частоты среза. Коэффициент формы - это отношение полос частот, измеренных с использованием двух разных значений затухания для определения частоты среза, например, коэффициент формы 2: 1 при 30/3 дБ означает, что ширина полосы, измеренная между частотами при затухании 30 дБ, вдвое больше, чем измеренная между частотами. при затухании 3 дБ.

Оптические полосовые фильтры распространены в фотографии и освещении театров. Эти фильтры имеют форму прозрачной цветной пленки или листа.

Добротность

Полосовой фильтр можно охарактеризовать Q фактор. В Q-фактор взаимный из относительная пропускная способность. Высота-Q фильтр будет иметь узкую полосу пропускания и низкочастотныйQ фильтр будет иметь широкую полосу пропускания. Они соответственно именуются узкополосный и широкополосный фильтры.

Приложения

Полосовые фильтры широко используются в беспроводных передатчиках и приемниках. Основная функция такого фильтра в передатчике заключается в ограничении полосы выходного сигнала полосой, выделенной для передачи. Это предотвращает создание помех передатчику другим станциям. В приемнике полосовой фильтр позволяет слышать или декодировать сигналы в выбранном диапазоне частот, предотвращая прохождение сигналов на нежелательных частотах. Сигналы на частотах вне диапазона, на который настроен приемник, могут либо вызвать насыщение, либо повредить приемник. Кроме того, они могут создавать нежелательные продукты микширования, которые попадают в полосу и мешают интересующему сигналу. Широкополосные приемники особенно чувствительны к таким помехам.[3] Полосовой фильтр также оптимизирует отношение сигнал / шум и чувствительность приемника.

Как в передающих, так и в принимающих приложениях хорошо спроектированные полосовые фильтры, имеющие оптимальную полосу пропускания для используемого режима и скорости связи, максимально увеличивают количество передатчиков сигналов, которые могут существовать в системе, при минимизации помех или конкуренции между сигналами.

Помимо электроники и обработки сигналов, одним из примеров использования полосовых фильтров является атмосферные науки. Обычно последние метеорологические данные фильтруют с помощью полосовой фильтрации. период диапазон, например, от 3 до 10 дней, так что только циклоны остаются как колебания в полях данных.

Корпуса громкоговорителей

Составной или полосовой

Составной или полосовой корпус 4-го порядка

Электрический полосовой фильтр 4-го порядка может быть смоделирован с помощью вентилируемой коробки, в которой вклад от задней поверхности конуса драйвера улавливается в герметичной коробке, а излучение от передней поверхности конуса попадает в камеру с отверстиями. Это изменяет резонанс драйвера. В простейшем виде составной корпус состоит из двух камер. Перегородка между камерами удерживает водителя; обычно портируется только одна камера.

Если в корпусе с каждой стороны сабвуфера есть порт, то корпус дает полосу пропускания 6-го порядка. Их значительно сложнее разработать, и они, как правило, очень чувствительны к характеристикам драйвера. Как и в других корпусах Reflex, порты при желании могут быть заменены пассивными излучателями.

Блок полосы пропускания восьмого порядка - это еще один вариант, который также имеет узкий частотный диапазон. Их часто используют для достижения уровни звукового давления в этом случае будет использоваться бас определенной частоты вместо чего-либо музыкального. Их сложно построить, и они должны быть выполнены достаточно точно, чтобы они работали почти так, как задумано.[4]

Другие поля

В нейробиология, зрительный корковый простые клетки были впервые показаны Дэвид Хьюбел и Торстен Визель иметь свойства ответа, которые напоминают Фильтры Gabor, которые являются полосовыми.[5]

В астрономия полосовые фильтры используются, чтобы пропускать только одну часть светового спектра в прибор. Полосовые фильтры могут помочь определить, где расположены звезды на главная последовательность, определяя красные смещения и многие другие приложения.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Э. Р. Канасевич (1981). Анализ временной последовательности в геофизике. Университет Альберты. п. 260. ISBN  0-88864-074-9.
  2. ^ Белль А. Шеной (2006). Введение в цифровую обработку сигналов и проектирование фильтров. Джон Уайли и сыновья. п. 120. ISBN  978-0-471-46482-2.
  3. ^ "Введение в радиочастотные фильтры для программно-определяемого радио". Программно-определяемое радио упрощено. 2020-02-24. Получено 2020-02-25.
  4. ^ http://www.the12volt.com/caraudio/boxes6.asp#2
  5. ^ Норман Стюарт Сазерленд (1979). Учебные эссе по психологии. Лоуренс Эрлбаум Ассошиэйтс. п. 68. ISBN  0-470-26652-X.

внешняя ссылка