带通滤波器

定义：带通滤波器（BPF）是一种电子电路，可以在不衰减的情况下通过一定的频段。滤波器的特定频带通过过滤器称为通带。

必须在BPF中考虑的重要参数是低截止频率，中心频率以及带宽和选择性。

带通滤波器基本上有两种类型:有源带通滤波器和无源带通滤波器。

一个活跃的乐队过滤器需要外部电源，由集成电路、运放、晶体管等有源元件组成。虽然，无源带通滤波器不需要外部电源，只由无源元件组成，包括电容、电感等。

基本上，无线传输需要BPF来限制信号的带宽。这是为了精确的数据传输和高速。

带通滤波器框图

下图显示了由低通滤波器（LPF）和高通滤波器（HPF）的级联连接形成的BPF的框图。

该部分由低通滤波器、高通滤波器和放大单元组成。这种低通滤波器和高通滤波器的组合将为我们提供带通滤波器。

让我们进一步移动，看看BPF的电路图

通滤波器基本上通过较低频段并完全压制截止频率以上的频段。

相反,HPF通过距离截止频率高于截止频率的频率并消除低频频段。

因此，通过级联两个不同的滤波器，我们可以通过频段的电路传递频率既不太低也不太高。

通常，带通滤波器被称为二阶滤波器，因为在它们的电路中存在2个无功元件。它基本上提供了不同的低截止频率和高截止频率。

带通滤波器频率响应曲线

带通滤波器的特性如下所示的频率响应曲线:

这里我们注意到滤波器有2个截止频率，即较低的截止频率(f_l和上限截止频率(f_H)。两者的不同之处在于通过BPF的频带，其带宽为

BW = f_H- F_l

对于BPF, f_H和F._l可以通过使用形成

现在让我们考虑一个例子来确定带通滤波器的截止频率和带宽。
假设，R₁= R₂=10kΩ.,

C₁F = 0.1µ和

C₂F = 0.0025µ

所以截止频率会更高

较低截止频率为

正如我们已经讨论过的，带宽是两个截止频率之差。所以,

在这里需要注意的是，超过两个截止频率，滚脱是20 dB /十年。的中心频率BPF的两个截止频率的几何平均值

中心频率的表达式为

当我们谈论一个理想的带通滤波器时，我们自动假定它具有平坦的通带特性。这简单地意味着，滤波器完全只通过所需的通频带，而拒绝其他频带。

但是，实际上不存在这样的理想滤波器。这是因为滤波器不能完全抑制通频带外的频率。这就是滤波器的滚转特性，用dB表示。

带通滤波器的相位响应

这里的图显示了带通滤波器的相位响应

正如我们在这里看到的，在0频率下，输出领先输入90⁰⁰。然而，当我们向中心频率移动时，我们注意到相位差逐渐减小。

远离中心频率的任何进一步的运动都会导致输出滞后于输入。

无源滤波器作为衰减器工作，因此它提供的输出信号比输入信号具有更小的振幅。然而，为了在输出端有一个无失真的信号，在设计电路时必须考虑一些放大措施。

优势

1. 它允许窄带到宽的通带以及刺蛰选择性。
2. BPF同时提供稳定性和可靠性。
3. 它的低成本和小体积使其适合于各种应用。
4. 采用带通滤波方法，提高了接收机的信噪比和灵敏度。

带通滤波器的应用

无线传输和接收系统在信号传输过程中使用带通滤波器。在发射机部分，它限制信号，从而防止它与其他系统的干扰。

类似地，在接收器部分中，BPF仅选择特定的通带并拒绝其他通带。天文学和大气科学也找到了带通滤波器的用途。