Passieve banddoorlaatfilterskan worden gemaakt door een laagdoorlaatfilter met een hoogdoorlaatfilter te verbinden.
Een passief banddoorlaatfilter kan worden gebruikt om bepaalde frequenties binnen een specifieke band of frequentiebereik te isoleren of uit te filteren. De afsnijfrequentie of ƒc-waarde in een eenvoudig passief RC-filter kan nauwkeurig worden geregeld met slechts één weerstand in serie met een niet-gepolariseerde condensator. Afhankelijk van de aansluiting wordt, zoals we hebben gezien, een laagdoorlaat- of een hoogdoorlaatfilter verkregen.
Een eenvoudige toepassing voor dit type passieve filters is in audioversterkers of -circuits, zoals in crossoverfilters voor luidsprekers of toonregelingen voor voorversterkers. Soms is het nodig om alleen een bepaald frequentiebereik door te laten dat niet begint bij 0 Hz (gelijkstroom) of eindigt bij een hoge frequentie, maar binnen een bepaald frequentiebereik of -band ligt, smal of breed.
Door een laagdoorlaatfiltercircuit te koppelen aan een hoogdoorlaatfiltercircuit, kunnen we een ander type passief RC-filter creëren dat een geselecteerd frequentiebereik of "band" doorlaat. Deze band kan smal of breed zijn, terwijl alle frequenties buiten dit bereik worden gedempt. Deze nieuwe passieve filterconfiguratie produceert een frequentieselectief filter, algemeen bekend als een banddoorlaatfilter of kortweg BPF.
In tegenstelling tot een laagdoorlaatfilter, dat alleen signalen met een lage frequentie doorlaat, of een hoogdoorlaatfilter, dat signalen met een hogere frequentie doorlaat, laat een banddoorlaatfilter signalen binnen een bepaalde "band" of "spreiding" van frequenties door zonder het ingangssignaal te vervormen of extra ruis te introduceren. Deze frequentieband kan elke gewenste breedte hebben en wordt doorgaans de bandbreedte van het filter genoemd.
Bandbreedte wordt doorgaans gedefinieerd als het frequentiebereik tussen twee gespecificeerde afsnijfrequentiepunten (ƒc), die 3 dB lager liggen dan de maximale midden- of resonantiepiek, terwijl de andere frequenties buiten deze twee punten worden verzwakt.
Voor frequenties met een grote spreiding kunnen we de term "bandbreedte", BW, eenvoudig definiëren als het verschil tussen de lagere afsnijfrequentie (ƒCLOWER) en de hogere afsnijfrequentie (ƒCHIGHER). Met andere woorden: BW = ƒH – ƒL. Het is duidelijk dat voor een goed functionerend banddoorlaatfilter de afsnijfrequentie van het laagdoorlaatfilter hoger moet zijn dan de afsnijfrequentie van het hoogdoorlaatfilter.
Het "ideale" banddoorlaatfilter kan ook worden gebruikt om bepaalde frequenties binnen een specifieke band te isoleren of uit te filteren, bijvoorbeeld voor ruisonderdrukking. Banddoorlaatfilters worden over het algemeen tweede-orde filters (tweepolig) genoemd, omdat ze "twee" reactieve componenten, de condensatoren, in hun circuitontwerp hebben. Eén condensator in het laagdoorlaatcircuit en een andere condensator in het hoogdoorlaatcircuit.
De bovenstaande Bode-grafiek, oftewel de frequentieresponscurve, toont de kenmerken van het banddoorlaatfilter. Hier wordt het signaal bij lage frequenties verzwakt, waarbij de uitgangsspanning toeneemt met een helling van +20 dB/decade (6 dB/octaaf) totdat de frequentie het "ondergrens"-punt ƒL bereikt. Bij deze frequentie is de uitgangsspanning weer 1/√2 = 70,7% van de ingangssignaalwaarde, oftewel -3 dB (20*log(VOUT/VIN)) van de ingang.
De output blijft op maximale versterking totdat het "bovenste afsnijpunt" ƒH wordt bereikt, waar de output afneemt met een snelheid van -20 dB/decade (6 dB/octaaf), waardoor hoogfrequente signalen worden gedempt. Het punt met maximale outputversterking is over het algemeen het geometrisch gemiddelde van de twee -3 dB-waarden tussen het onderste en bovenste afsnijpunt en wordt de "middenfrequentie" of "resonantiepiek" ƒr genoemd. Deze geometrische gemiddelde waarde wordt berekend als ƒr 2 = ƒ(BOVEN) x ƒ(ONDER).
AbanddoorlaatfilterAls een filter van de tweede orde (tweepolig) wordt beschouwd omdat het "twee" reactieve componenten in zijn circuitstructuur heeft, dan zal de fasehoek tweemaal zo groot zijn als die van de eerder besproken filters van de eerste orde, namelijk 180°. De fasehoek van het uitgangssignaal loopt +90° voor op die van het ingangssignaal tot aan het midden of de resonantiefrequentie, ƒr, waar deze "nul" graden (0°) of "in fase" wordt en vervolgens -90° achterloopt op het ingangssignaal naarmate de uitgangsfrequentie toeneemt.
De boven- en ondergrens van de afsnijfrequentie voor een banddoorlaatfilter kunnen worden gevonden met dezelfde formule als voor laagdoorlaat- en hoogdoorlaatfilters, bijvoorbeeld.
De apparaten worden standaard geleverd met SMA- of N-female connectoren, of 2,92 mm, 2,40 mm en 1,85 mm connectoren voor hoogfrequente componenten.
We kunnen het banddoorlaatfilter ook aanpassen aan uw wensen. Ga naar de aanpassingspagina om de gewenste specificaties op te geven.
Geplaatst op: 06-09-2022
