BỘ LỌC THÔNG DẢI

BỘ LỌC THÔNG DẢI

Bộ lọc thông dải

Bộ lọc thông dải là một mạch được thiết kế để chỉ truyền tín hiệu trong một dải tần số nhất định đồng thời làm suy giảm tất cả các tín hiệu bên ngoài dải tần này. Các tham số quan trọng trong bộ lọc thông dải là tần số cắt cao và thấp (f _H và f _l ), băng thông (BW), tần số trung tâm f _c , mức tăng tần số trung tâm và độ chọn lọc hoặc Q.

Về cơ bản có hai loại bộ lọc thông dải viz bộ lọc thông dải rộng và bộ lọc thông dải hẹp . Thật không may, không có ranh giới cố định giữa hai điều này. Tuy nhiên, bộ lọc thông dải được định nghĩa là thông dải rộng nếu hệ số giá trị hoặc hệ số chất lượng Q của nó nhỏ hơn 10 trong khi các bộ lọc thông dải có Q > 10 được gọi là bộ lọc thông dải hẹp. Do đó Q là thước đo độ chọn lọc, nghĩa là giá trị Q càng cao thì bộ lọc càng có tính chọn lọc hoặc băng thông (BW) càng hẹp. Mối quan hệ giữa Q, băng thông 3-db và tần số trung tâm f _c được cho bởi phương trình

Đối với bộ lọc thông dải rộng, tần số trung tâm có thể được định nghĩa là trong đó f _H và f _L lần lượt là tần số cắt cao và thấp tính bằng Hz. Trong bộ lọc thông dải hẹp, điện áp đầu ra đạt cực đại tại tần số trung tâm f _c .

Bộ lọc băng thông rộng

Bộ lọc thông dải rộng có thể được hình thành bằng cách xếp tầng các phần thông cao và thông thấp và nói chung là sự lựa chọn vì sự đơn giản về thiết kế và hiệu suất mặc dù một mạch như vậy có thể được thực hiện bằng một số mạch có thể. Để tạo thành bộ lọc thông dải ± 20 db/thập kỷ, các phần thông cao bậc nhất và thông thấp bậc nhất được xếp tầng; đối với bộ lọc thông dải ± 40 db/thập kỷ, bộ lọc thông cao bậc hai và bộ lọc thông thấp bậc hai được kết nối nối tiếp, v.v. Điều đó có nghĩa là thứ tự của bộ lọc thông dải bị chi phối bởi thứ tự của các bộ lọc thông cao và thông thấp mà nó bao gồm.

Bộ lọc thông dải rộng ± 20 db/thập kỷ bao gồm bộ lọc thông cao bậc một và bộ lọc thông thấp bậc nhất, được minh họa trong hình. (Một). Đáp ứng tần số của nó được minh họa trong hình. (b).

Bộ lọc băng thông hẹp.

Một bộ lọc thông dải hẹp sử dụng nhiều phản hồi được mô tả trong hình. Bộ lọc này chỉ sử dụng một op-amp, như trong hình. So với tất cả các bộ lọc được thảo luận cho đến nay, bộ lọc này có một số tính năng độc đáo được đưa ra dưới đây.

    1.Nó có hai đường phản hồi và đây là lý do nó được gọi là bộ lọc nhiều phản hồi.

    2.Op-amp được sử dụng ở chế độ đảo ngược.

Đáp ứng tần số của bộ lọc thông dải hẹp được thể hiện trong hình (b).

Nói chung, bộ lọc thông dải hẹp được thiết kế cho các giá trị cụ thể của tần số trung tâm f _c và Q hoặc f _c và BW. Các thành phần mạch được xác định từ các mối quan hệ sau. Để đơn giản hóa việc tính toán thiết kế, mỗi C 1 và C 2 có thể được lấy bằng C.

R 1 = Q/2∏ f c CA f

R 2 =Q/2∏ f c C(2Q 2 -A f )

và R 3 = Q / ∏ f c C

trong đó A f , là mức tăng ở tần số trung tâm và được tính là

A f = R 3 / 2R 1

Tuy nhiên, mức tăng A _f phải thỏa mãn điều kiện A _f < 2 Q ² .

Tần số trung tâm f _c của bộ lọc phản hồi đa kênh có thể được thay đổi thành tần số mới f _c ' mà không thay đổi mức tăng hoặc băng thông. Điều này đạt được đơn giản bằng cách thay đổi R ₂ thành R' ₂ sao cho

R' 2 = R 2 [f c /f' c ] 2