Aktiver Bandpassfilter: 9 Fakten, die Sie kennen sollten!

• Definition des aktiven Bandpassfilters
• Passband & Stopband
• Wie funktioniert ein aktiver Bandpassfilter?
• Typen des aktiven Bandpassfilters
• Frequenzgang & Zeitgang
• Die Übertragungsfunktion des aktiven BPF
• Anwendungen von aktivem BPF
• Vorteile
• Vergleich zwischen Active Band Pass Filter und Active Band Stop Filter
• Kurzer Hinweis zum Allpassfilter

Definition des Bandpassfilters:

"Ein Bandpassfilter (BPF) ist ein elektronischer Filter oder ein elektronisches Gerät, das Frequenzen innerhalb eines bestimmten Bereichs durchlässt und Frequenzen außerhalb des bestimmten Bereichs zurückweist oder dämpft. “

Jetzt ist ein aktiver Bandpassfilter ein Filter, besteht aus aktiven Komponenten und hat ein Durchlassband zwischen zwei Grenzfrequenzen. f_ce (niedrigere Grenzfrequenz), und f_cu (obere Grenzfrequenz) so, dass f_cu>f_ce. Alle anderen Frequenzen außerhalb der Passband werden gedämpft.

Passband - "Das Durchlassband ist der bestimmte Frequenzbereich, den ein Filter in ihm durchläuft."

Stoppband - „Ein Filter trägt immer Filter innerhalb eines bestimmten Bandes und lehnt die Frequenzen ab, die unter dem angegebenen Bereich liegen. Dieser spezielle Bereich wird als Stoppband bezeichnet".

Funktionsprinzip eines aktiven Bandpassfilters:

Bandbreite:

               In einem aktiven Bandpassfilter ist der Frequenzbereich zwischen zwei Grenzfrequenzen, f_ceund f_cuheißt die Bandbreite.

                                          BW = (f_cu-f_cl)

Die Bandbreite dieses Filters ist nicht hauptsächlich auf die Resonanzfrequenz zentriert, dh f_r.

Wir können die Resonanzfrequenz leicht berechnen (f_r) wenn wir den Wert von f kennen_cu und f_cl

Wenn die Bandbreite und 'f_rbekannt sind, können die Grenzfrequenzen erhalten werden aus,

                                     f_cu = (f_cl+ BW)

Es gibt zwei Arten von Bandpassfiltern:

Breitbandpassfilter:

Ein Breitbandfilter hat eine doppelte oder vierte Bandbreite seiner Resonanzfrequenz.

Dieses Filter wird durch Kaskadieren einer Tiefpass- und einer Hochpassfilterschaltung hergestellt.

Ein Breitbandfilter liefert eine Grenzfrequenz des Tiefpassabschnitts, die größer als die des Hochpassbereichs ist.

Eigenschaften eines Breitbandpassfilters-

• In einem Breitbandfilter sollte die Grenzfrequenz eines Tiefpassfilters zehnmal oder öfter sein als die in der Schaltung vorhandene Grenzfrequenz des Hochpassfilters.
• Jeder Abschnitt des Filters (LPF & HPF), der in einem breiten BPF vorhanden ist, sollte die gleiche Durchlassbandverstärkung aufweisen.
• Das Hochpassfilter bestimmt die untere Grenzfrequenz f_cl.
• Das Tiefpassfilter bestimmt die obere Grenzfrequenz fcu.
• Die Verstärkung ist bei der Resonanzfrequenz f immer maximal_rund gleich der Durchlassbandverstärkung für beide Filter.

Frequenzgang eines aktiven Bandpassfilters:

Hier

Die Spannungsverstärkungsgröße des Bandpassfilters entspricht den Spannungsverstärkungsgrößen des Hochpass- und des Tiefpassfilters.

Woher,

                     A_FL,A_FH= Durchlassbandverstärkung des Tiefpass- und Hochpassfilters,

f = Frequenz des Eingangssignals (Hz);

f_CL= niedrigere Grenzfrequenz (Hz);

f_CU= höhere Grenzfrequenz (Hz);

Mittenfrequenz =

• SCHMALER BAND-PASS-FILTER: Im Allgemeinen besteht ein Schmalbandpassfilter aus Mehrfachrückkopplung Schaltung mit einem einzigen Operationsverstärker.

Eigenschaften eines Schmalbandpassfilters:

• Ein schmales Bandpassfilter besteht aus zwei verschiedenen Blöcken, dh zwei Rückkopplungspfaden; Daher wird es als "Mehrfachrückkopplungsfilter" bezeichnet.
• Hier wird ein invertierter Operationsverstärker verwendet.
• Wir können die Mittenfrequenz ändern, ohne die Verstärkung oder die Bandbreite dieses Filters zu ändern.

Die Verstärkung des Filters

Bandbreite-

Übertragungsfunktion des aktiven Bandpassfilters:

Was ist eine Übertragungsfunktion?

"Die Übertragungsfunktion ist eine komplexe Zahl, die sowohl Größe als auch Phase hat. Bei Filtern hilft die Übertragungsfunktion, eine Phasendifferenz zwischen Eingang und Ausgang einzuführen"

Ein Bandpassfilterbedarf besteht aus mindestens zwei energiesparenden Elementen, nämlich Kondensator und Induktor. Ein Bandpassfilter erster Ordnung ist also nicht möglich. Die Übertragungsfunktion eines zweiten Bandpassfilters kann abgeleitet werden als;

Wo T.₁=R₁C₁T₂=R₂C₂  T₃=R₃C₃

Anwendungen eines aktiven Bandpassfilters:

1. In Optiken wie LASER wird ein aktiver Bandpassfilter verwendet.
2. Bandpassfilter sind in den Audioverstärkerschaltungen weit verbreitet.
3. Bandpassfilter werden verwendet, um Signale mit einer bestimmten Bandbreite im Kommunikationssystem auszuwählen.
4. Bei der Audiosignalverarbeitung wird dieser Filter verwendet.
5. BPF wird verwendet, um das Signal-Rausch-Verhältnis und die Empfindlichkeit eines Empfängers zu erfassen.

Vorteil der Verwendung eines Bandpassfilters:

Ein aktiver Bandpass steuert hauptsächlich das Schmalband und die Passbänder. Es beseitigt auch Verzerrungen und hat eine scharfe Selektivität. Aufgrund der hervorragenden elektrischen Leistung und mechanischen Zuverlässigkeit wird BPF häufig im Kommunikationsbereich eingesetzt.

Unterschied zwischen Bandpassfilter und Bandstoppfilter:

Ein Bandpassfilter überträgt Frequenzen innerhalb eines bestimmten Bandes und dämpft alle anderen Frequenzen unterhalb des Bereichs. Im Gegensatz dazu macht ein Bandsperrfilter genau das Gegenteil und dämpft alle Frequenzen über dem gegebenen Frequenzbereich.

Abgesehen davon entfernt ein Bandpassfilter die Energien außerhalb des Durchlassbereichs, aber ein Bandsperrfilter entfernt überhaupt nicht alle Leistungen außerhalb des Durchlassbereichs.

Was ist ein Allpassfilter?

An aktiver Allpassfilter Lässt alle Frequenzkomponenten des Eingangssignals ohne Dämpfung durch und sorgt für einige Phasenverschiebungen zwischen Eingangs- und Ausgangssignal.

Allpassfilter werden im Allgemeinen in digitalen Hallgeräten verwendet. Wenn Signale übertragen werden Übertragungsleitungen von einem Ende zum anderen erfahren sie einige Phasenänderungen. Um solche Phasenänderungen und -verluste zu vermeiden, werden die Allpassfilter verwendet.

Der Kondensator erzeugt bei hohen Frequenzen einen invertierenden Verstärker, der kurzgeschlossen ist.

Der Kondensator ist ein offener Stromkreis, wenn die Frequenz niedrig ist, und er erzeugt eine Einheit Spannung gewinnen Puffer, dh es findet keine Phasenverschiebung statt.

Bei der Eckfrequenz ω = 1 / RC erzeugt die Schaltung eine 90˚-Verschiebung. Dies bedeutet, dass die Ausgabe gegenüber der Eingabe um ein Viertel verzögert zu sein scheint.

Lesen Sie mehr über Elektronik Klicke hier

Soumali Bhattacharya

Hallo, ich bin Soumali Bhattacharya. Ich habe einen Master in Elektronik gemacht.
Ich bin derzeit im Bereich Elektronik und Kommunikation investiert.
Meine Artikel konzentrieren sich in einem sehr einfachen, aber informativen Ansatz auf die Hauptbereiche der Kernelektronik.
Ich bin ein lebhafter Lerner und versuche, mich über die neuesten Technologien im Bereich der Elektronik auf dem Laufenden zu halten.

Vernetzen wir uns über LinkedIn –