Di pemrosesan sinyal , filter adalah salah satu jenis perangkat yang digunakan untuk memungkinkan komponen frekuensi yang diperlukan serta menghapus komponen frekuensi yang tidak diinginkan. Penyaringan dapat didefinisikan sebagai gangguan latar belakang sinyal antarmuka dapat dikurangi dengan menghilangkan beberapa frekuensi. Sirkuit filter dapat digunakan untuk menyatukan LPF dan HPF properti menjadi satu-satunya filter yang disebut sebagai band pass filter. Ada yang berbeda jenis filter tersedia seperti analog / digital, aktif / pasif, linier / nonlinier, varian waktu / invarian waktu. Artikel ini membahas ikhtisar filter band pass dengan aplikasi
Apa itu Filter Band Pass?
Itu definisi dari band pass filter adalah sirkuit yang memungkinkan sinyal mengalir di antara dua frekuensi tertentu, meskipun sinyal ini dibagi di frekuensi lain. Filter ini tersedia dalam berbagai jenis beberapa BPF- desain filter band pass dapat dilakukan dengan daya eksternal maupun aktif komponen seperti sirkuit terintegrasi, transistor , yang dinamai sebagai filter band pass aktif . Demikian pula, beberapa filter menggunakan jenis sumber daya apa pun serta pasif komponen seperti kapasitor dan induktor , yang dinamai sebagai filter band pass pasif.
Ini filter dapat diterapkan di pemancar nirkabel serta penerima. Dalam pemancar, BPF dapat digunakan untuk membatasi bandwidth sinyal keluaran ke tingkat minimum yang diperlukan & mentransmisikan data pada kecepatan & bentuk yang diinginkan. Demikian pula, di penerima, filter ini memungkinkan sinyal dalam rentang frekuensi yang disukai untuk diterjemahkan, sambil menjauhkan dari sinyal pada frekuensi yang tidak perlu. Rasio signal to noise (S / N) dari penerima dapat dioptimalkan dengan BPF.
Sirkuit Band Pass Filter
Contoh terbaik dari a sirkuit filter band pass adalah Sirkuit RLC yang ditunjukkan di bawah ini. Filter ini juga dapat dirancang dengan menyatukan LPF dan HPF. Di BPF, Bandpass mengilustrasikan semacam filter, selain itu prosedur penyaringan. Ini harus dibedakan dari passband yang mengacu pada bagian nyata dari spektrum yang terpengaruh. Filter bandpass idilis tidak memiliki penguatan dan pelemahan, jadi ini adalah passband yang benar-benar datar. Itu benar-benar akan melemahkan semua frekuensi di luar passband.
Sirkuit Band Pass Filter
Secara praktis, filter bandpass tidak ideal dan tidak menipiskan semua frekuensi di luar pilihan frekuensi yang diinginkan secara total. Khususnya, ada bagian tepat di luar pita lulus yang diusulkan di mana pun frekuensi dilemahkan, namun tidak dibuang yang disebut seperti roll-off filter, & biasanya, itu ditentukan dalam dB atenuasi untuk setiap oktaf atau dekade frekuensi. Secara umum, desain filter terlihat membuat roll-off setipis mungkin, sehingga memungkinkan filter untuk melakukan desain yang diusulkan. Seringkali, ini dapat dicapai dengan menggunakan riak passband atau riak stopband.
Filter bandwidth dapat didefinisikan sebagai ketidaksamaan antara frekuensi atas dan juga frekuensi bawah. Faktor bentuk adalah fraksi bandwidth yang dihitung dengan dua nilai atenuasi yang berbeda untuk menentukan frekuensi cut-off, Misalnya, faktor bentuk 2: 1 pada 20/2 dB berarti bandwidth yang dihitung antara frekuensi pada redaman 20 dB adalah ganda yang dihitung antar frekuensi pada atenuasi 2 dB. BPF optik biasanya digunakan dalam fotografi serta pekerjaan pencahayaan di teater. Jenis filter ini mengambil garis luar lembaran film berwarna bening.
Berbagai Jenis Filter Band Pass
Kategorisasi filter bandpass dapat dilakukan dalam dua jenis seperti filter bandpass lebar filter band pass sempit .
Filter Pita Lebar Lebar
A WBF atau filter bandpass lebar (WBF) dapat dibentuk dengan menjatuhkan segmen low pass serta high pass yang biasanya merupakan rangkaian berbeda yang ditujukan untuk desain & tindakan sederhana.
Filter Pita Lebar Lebar
Itu dikenali dengan sejumlah sirkuit praktis. Filter bandpass dengan ± 20 dB / dekade dapat dibentuk dengan menggunakan dua bagian seperti low pass urutan pertama serta bagian high pass dapat dijatuhkan. Demikian pula, filter bandpass dengan ± 40 dB / dekade dapat dibentuk dengan menghubungkan dua filter orde kedua secara seri yaitu low pass dan high-pass filter (HPF). Ini berarti urutan filter bandpass (BPF) diatur dengan urutan lulus rendah & filter lolos tinggi . Itu grafik filter bandpass ditampilkan di bawah.
Respon Frekuensi BPF
Filter bandpass dengan ± 20 dB / dekade dapat dibuat dari urutan pertama HPF (filter high pass) . Pesanan pertama LPF (filter low-pass) ditunjukkan pada gambar berikut dengan respons frekuensinya.
Filter Jalur Pita Sempit
Umumnya, filter bandpass sempit menggunakan beberapa masukan. Ini filter bandpass menggunakan op-amp seperti yang ditunjukkan pada diagram sirkuit berikut. Fitur utama filter ini terutama mencakup yang berikut ini.
Filter Jalur Pita Sempit
Nama lain dari filter ini adalah beberapa filter umpan balik karena mencakup dua jalur umpan balik
Sebuah op-amp digunakan dalam mode pembalik
Itu respon frekuensi Filter ini ditunjukkan pada gambar berikut.
Respon Frekuensi NBPF
Biasanya, perancangan filter ini dapat dilakukan untuk nilai pasti frekuensi tengah (fc) & bandwidth atau frekuensi pusat & BW. Itu komponen rangkaian ini dapat ditentukan oleh hubungan berikut. Masing-masing C1 dan C2 kapasitor dapat dibawa ke C untuk penyederhanaan perhitungan desain.
R1 = Q / 2∏ fc CAf
R2 = Q / 2∏ fc C (2Q2-Af)
R3 = Q / ∏ fc C
Dari persamaan di atas, pada frekuensi tengah Af menunjukkan penguatan, jadi Af = R3 / 2R1
Tapi, Af harus memenuhi pernyataan ini Dari<2Q2
Beberapa filter umpan balik 'fc (frekuensi tengah) dapat diubah ke arah frekuensi baru fc tanpa mengubah bandwidth atau penguatan. Ini bisa dicapai hanya dengan mengubah R2 menjadi R2 'sehingga
R2 '= R2 * ( fc / fc )dua
Kalkulator Filter Band Pass
Rangkaian berikut adalah rangkaian filter bandpass pasif. Dengan menggunakan rangkaian ini kita dapat menghitung filter bandpass pasif. Rumus pasif kalkulator filter bandpass ditampilkan di bawah.
Kalkulator Filter Pas Band Pasif
Untuk frekuensi cut off rendah = 1 / 2∏R2C2
Untuk frekuensi cut off tinggi = 1 / 2∏R1C1
Demikian pula, kita dapat menghitung BPF op-amp pembalik aktif, dan BPF op-amp non-pembalik aktif.
Aplikasi Band Pass Filter
Aplikasi filter bandpass meliputi yang berikut ini.
- Filter ini dapat diterapkan secara luas pemancar & penerima nirkabel .
- Filter ini dapat digunakan untuk mengoptimalkan rasio S / N (signal-to-noise) serta perhatian penerima.
- Tujuan utama filter di pemancar adalah untuk membatasi BW dari sinyal keluaran ke pita yang dipilih untuk komunikasi.
- BPF juga banyak digunakan dalam optik seperti LIDAR , laser, dll.
- Aplikasi terbaik dari filter ini adalah pemrosesan sinyal audio, di mana pun rentang frekuensi suara tertentu diperlukan untuk menghilangkan sisanya.
- Filter ini berlaku untuk sonar, instrumen, medis, dan Seismologi aplikasi
- Filter ini melibatkan sistem komunikasi untuk memilih sinyal tertentu dari berbagai sinyal.
Oleh karena itu, ini semua tentang teori filter band-pass yang meliputi, diagram sirkuit dengan cara kerja, jenis filter bandpass dan aplikasinya. Dari informasi di atas, akhirnya kita dapat menyimpulkan bahwa bidang lain dari aplikasi filter ini termasuk dalam astronomi, filter ini hanya mengizinkan satu bagian saja dari jangkauan cahaya ke dalam perangkat. Filter ini dapat membantu menemukan di mana pun bintang bersandar pada rangkaian utama, mengenali pergeseran merah, dll. Ini pertanyaan untuk Anda, apa itu filter bandpass aktif?
