Filtro passa banda attivo: 9 fatti che dovresti sapere!

• Definizione di Active Band Pass Filter
• Banda passante e stopband
• Come funziona un filtro passa banda attivo
• Tipi di filtro passa banda attivo
• Risposta in frequenza e risposta nel tempo
• La funzione di trasferimento del BPF attivo
• Applicazioni di BPF attivo
• Vantaggi
• Confronto tra filtro passa banda attivo e filtro interruzione banda attivo
• Breve nota sul filtro All-Pass

Definizione di filtro passa banda:

"Un filtro passa banda (BPF) è un filtro o dispositivo elettronico che fa passare le frequenze entro un certo intervallo e rifiuta o attenua la frequenza al di fuori di tale intervallo.

Ora un filtro passa banda attivo è un filtro, è costituito da componenti attivi e ha una banda passante tra due frequenze di taglio, f_ce (frequenza di taglio inferiore), ed f_cu (frequenza di taglio superiore) tale che f_cu>f_ce. Tutte le altre frequenze al di fuori di banda passante sono attenuati.

Banda passante - "La banda passante è la particolare gamma di frequenze che un filtro attraversa al suo interno."

Stopband - “Un filtro trasporta sempre filtri entro una data banda e rifiuta le frequenze che sono al di sotto di una data gamma. Questa particolare gamma è nota come Stopband".

Principio di funzionamento di un filtro passa banda attivo:

Larghezza di banda:

               In un filtro passa banda attivo, la gamma di frequenza tra due frequenze di taglio, f_cee f_cu, è chiamata larghezza di banda.

                                          BW = (f_cu-f_cl)

La larghezza di banda di questo filtro non è centrata principalmente sulla frequenza di risonanza, cioè f_r.

Possiamo facilmente calcolare la frequenza di risonanza (f_r) se conosciamo il valore di f_cu e f_cl

Se la larghezza di banda e 'f_r'sono note, le frequenze di taglio possono essere ottenute da,

                                     f_cu = (f_cl+ BN)

Esistono due tipi di filtri passa banda, sono:

Filtro passa banda larga:

Un filtro Wide Bandpass ha una larghezza di banda, doppia o quarta, della sua frequenza di risonanza.

Questo filtro è realizzato collegando in cascata un circuito di filtro passa basso e passa alto.

Un filtro passa banda largo fornisce una frequenza di taglio della sezione passa basso, che è maggiore di quella dell'area passa alto.

Caratteristiche di un filtro passa-banda largo-

• In un filtro passa banda largo, la frequenza di taglio di un filtro passa basso dovrebbe essere dieci o più volte rispetto alla frequenza di taglio del filtro passa alto presente nel circuito.
• Ogni sezione del filtro (LPF e HPF) presente nel BPF largo dovrebbe avere lo stesso guadagno di banda passante.
• Il filtro passa alto determina la frequenza di taglio inferiore f_cl.
• I filtro passa basso determina la frequenza di taglio più alta fcu.
• Il guadagno è sempre massimo alla frequenza di risonanza, f_r, e pari al guadagno della banda passante per entrambi i filtri.

Risposta in frequenza di un filtro passa banda attivo:

Qui,

L'ampiezza del guadagno di tensione del filtro passa-banda è uguale all'ampiezza del guadagno di tensione del filtro passa alto e passa basso.

Dove,

                     A_FL,A_FH= guadagno in banda passante del filtro passa basso e passa alto,

f = frequenza del segnale di ingresso (Hz);

f_CL= frequenza di taglio inferiore (Hz);

f_CU= frequenza di taglio più alta (Hz);

Frequenza centrale =

• FILTRO PASSA BANDA STRETTA: In generale, un filtro passa-banda stretto è costituito da feedback multipli circuito con un singolo amplificatore operazionale.

Caratteristiche di un filtro passa-banda stretto:

• Un filtro passa banda stretto è costituito da due blocchi differenti, cioè due percorsi di feedback; quindi, è noto come "Filtro di feedback multiplo".
• Qui viene utilizzato un amplificatore operazionale invertito.
• Possiamo cambiare la frequenza centrale senza cambiare il guadagno o la larghezza di banda di questo filtro.

Il guadagno del filtro

Larghezza di banda

Funzione di trasferimento del filtro passa banda attivo:

Cos'è una funzione di trasferimento?

"La funzione di trasferimento è un numero complesso che ha sia grandezza che fase. Nel caso dei filtri, la funzione di trasferimento aiuta a introdurre una differenza di fase tra ingresso e uscita. "

Un filtro passa-banda necessario è costituito da almeno due elementi a risparmio energetico, che sono un condensatore e un induttore. Quindi un filtro passa-banda del primo ordine non è possibile. La funzione di trasferimento di un secondo filtro passa banda può essere derivata come;

Dove₁=R₁C₁T₂=R₂C₂  T₃=R₃C₃

Applicazioni di un filtro passa banda attivo:

1. Un filtro passa banda attivo viene utilizzato in ottiche come il LASER.
2. I filtri passa-banda sono ampiamente utilizzati nei circuiti degli amplificatori audio.
3. I filtri passa-banda vengono utilizzati per scegliere segnali con una larghezza di banda particolare nel sistema di comunicazione.
4. Nell'elaborazione del segnale audio, viene utilizzato questo filtro.
5. BPF viene utilizzato per rilevare il rapporto segnale / rumore e la sensibilità di un ricevitore.

Vantaggio dell'utilizzo di un filtro passa banda:

Un passa banda attivo controlla principalmente la banda stretta e le bande passanti. Rimuove anche la distorsione e ha una forte selettività. Grazie alle eccellenti prestazioni elettriche e all'affidabilità meccanica, BPF è ampiamente utilizzato nel campo delle comunicazioni.

Differenza tra filtro passa banda e filtro interruzione banda:

Un filtro passa-banda trasporta le frequenze all'interno di una determinata banda e attenua tutte le altre frequenze al di sotto dell'intervallo. Al contrario, un filtro band-stop fa esattamente l'opposto e attenua tutte le frequenze al di sopra della gamma di frequenza data.

A parte questo, un filtro passa-banda rimuove le energie al di fuori della banda passante, ma un filtro anti-banda non rimuove affatto tutte le potenze esterne alla banda passante.

Cos'è un filtro All-Pass?

An filtro passante attivo passa tutte le componenti di frequenza del segnale di ingresso senza attenuazione e fornisce alcuni sfasamenti tra il segnale di ingresso e di uscita.

Tutti i filtri passanti sono generalmente utilizzati nei riverberatori digitali. Quando i segnali vengono trasmessi linee di trasmissione da un capo all'altro subiscono dei cambiamenti di fase. Per evitare tali cambiamenti e perdite di fase, vengono utilizzati i filtri all-pass.

Il condensatore crea un amplificatore invertente alle alte frequenze, che è in cortocircuito.

Il condensatore è un circuito aperto quando la frequenza è bassa e crea un'unità guadagno di tensione buffer, cioè, non ci sarà sfasamento.

Alla frequenza d'angolo ω = 1 / RC, il circuito genera uno spostamento di 90˚. Ciò implica che l'output sembra essere ritardato di un quarto dall'input.

Per saperne di più sull'elettronica clicca qui

Soumali Bhattacharya

Ciao, sono Soumali Bhattacharya. Ho fatto il Master in Elettronica.
Attualmente sono investito nel campo dell'elettronica e della comunicazione.
I miei articoli si concentrano sulle principali aree dell'elettronica di base in un approccio molto semplice ma informativo.
Sono uno studente brillante e cerco di mantenermi aggiornato con tutte le ultime tecnologie nel campo dei domini dell'elettronica.

Colleghiamoci tramite LinkedIn –