Pasīvās joslas caurlaides filtrs
Joslas caurlaides filtrs atdala noteiktu frekvenču diapazonu no citiem noteiktā frekvenču grupā. Dažas sarežģītas elektriskās ķēdes var nebūt piemērotas, lai ļautu tām iziet ļoti zemas frekvences 0 Hz vai ļoti augstas frekvences, pasīvais joslas caurlaides filtrs veic frekvences selektivitātes funkcijas atkarībā no sērijas rezistoru un kondensatoru kombinācijām to ķēdē. Tie bloķē gan zemākās, gan augšējās frekvences ārpus selektīvās joslas caurlaides diapazona. Šie filtri sastāv no zemas caurlaidības un augstas caurlaidības filtriem.
Būvniecība
Tipisks joslas caurlaides filtrs nodrošina divus RC tīklus, kā parādīts tālāk:
Viens RC tīkls tiek izmantots sērijveidā, bet otrs RC tīkls tiek izmantots paralēli. Slēgtās frekvences vērtības var kontrolēt, izmantojot rezistoru un kondensatora vērtības, ko izmanto joslas caurlaides filtra ķēdē. Tas var nodrošināt plašu frekvenču diapazonu vai šauru frekvenču diapazonu atkarībā no robežfrekvences vērtībām. Tāpēc noteiktu joslas caurlaides frekvenču diapazonu sauc par joslas platumu.
Frekvences reakcijas līkne
Frekvences reakcijas līkne ir parādīta zemāk. Frekvences reakcijas līknē ir redzamas divas robežfrekvences robežas: apakšējā robežfrekvences robeža fL un augstā robežfrekvences robeža fH. Visas frekvences, kas zemākas par zemāko robežfrekvenci fL, tiek bloķētas, līdz joslas caurlaides filtra izvade palielinās 20db/dekādē. Pēc tam izvade sasniedz maksimālo vērtību 70,7% un paliek nemainīga noteiktā frekvenču diapazonā, līdz tiek sasniegta augstākā frekvences robeža fH. Izlaide atkal sāk kristies pie slīpuma -20db/dekādē.
Zemāk redzamajā attēlā maksimālais pastiprinājums -3db ir norādīts gan pieauguma, gan krituma trendā. Tāpēc šo divu frekvenču punktu ģeometriskais vidējais nodrošina rezonanses punktu vai centra frekvences punktu.
Rezonanses frekvence
Augšējās robežfrekvences un apakšējās robežfrekvences ģeometrisko vidējo izsaka šādi:
fr attēlo centrālo frekvenci, bet fh parāda augšējo robežfrekvences vērtību, bet fl apzīmē zemāko robežfrekvences vērtību.
Fāzes maiņa
Joslas caurlaides filtri ir otrās kārtas filtri. Tas nozīmē divu pasīvo elementu kombināciju klātbūtni savā ķēdē. Fāzes leņķis otrās kārtas filtriem būs divreiz lielāks par pirmās kārtas filtru fāzes leņķi. Tas nozīmē, ka joslas caurlaides filtrā fāzes leņķim jābūt 180 grādiem. Fāzes nobīde rādīja +90 grādus līdz centra frekvencei un -90 grādus pēc centrālās frekvences punkta.
Augšējās un apakšējās robežfrekvences
Augšējās un apakšējās frekvences vērtības var aprēķināt tāpat kā frekvences aprēķinus zemas un augstas joslas caurlaides filtros. Vispārējo izteiksmi dod:
Piemērs:
Jāizstrādā frekvenču joslas caurlaides filtrs, kas pieļauj frekvences no 5 kHz līdz 40 kHz. Pieņemot, ka rezistori ir 20 kΩ, aprēķiniet kondensatora vērtības un uzzīmējiet galīgo joslas caurlaides filtru.
Izmantojot vispārējās augšējās un apakšējās robežfrekvences izteiksmi:
Augstas caurlaidības kondensatora vērtību var aprēķināt, izmantojot zemāko frekvences robežu:
Zemas caurlaidības kondensatora vērtību var aprēķināt, izmantojot augstāku frekvences robežu:
Secinājums
Joslas caurlaides filtri darbojas pēc principa izlaist selektīvu frekvenču diapazonu, vienlaikus bloķējot visas zemākās vai augstākās. To konstrukcijā ir gan zemas caurlaidības filtrs, gan augstfrekvences filtru tīkli.