బ్యాండ్ పాస్ ఫిల్టర్ అంటే ఏమిటి? సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం, రకాలు మరియు అనువర్తనాలు

లో సిగ్నల్ ప్రాసెసింగ్ , ఫిల్టర్లు అవసరమైన ఫ్రీక్వెన్సీ భాగాలను అనుమతించడానికి ఉపయోగించే ఒక రకమైన పరికరాలు మరియు అవాంఛిత ఫ్రీక్వెన్సీ భాగాలను తొలగిస్తాయి. కొన్ని పౌన .పున్యాలను తొలగించడం ద్వారా ఇంటర్‌ఫేసింగ్ సిగ్నల్ నేపథ్య శబ్దాన్ని తగ్గించవచ్చు కాబట్టి ఫిల్టరింగ్‌ను నిర్వచించవచ్చు. ఫిల్టర్ యొక్క సర్క్యూట్ ఏకం చేయడానికి ఉపయోగించవచ్చు LPF మరియు HPF లక్షణాలను ఏకైక ఫిల్టర్‌లోకి బ్యాండ్ పాస్ ఫిల్టర్ అని పిలుస్తారు. భిన్నమైనవి ఉన్నాయి ఫిల్టర్లు రకాలు అనలాగ్ / డిజిటల్, యాక్టివ్ / పాసివ్, లీనియర్ / నాన్ లీనియర్, టైమ్-వేరియంట్ / టైమ్ ఇన్విరియంట్ వంటివి అందుబాటులో ఉన్నాయి. ఈ వ్యాసం అనువర్తనాలతో బ్యాండ్ పాస్ ఫిల్టర్ యొక్క అవలోకనాన్ని చర్చిస్తుంది

బ్యాండ్ పాస్ ఫిల్టర్ అంటే ఏమిటి?

ది బ్యాండ్ పాస్ ఫిల్టర్ యొక్క నిర్వచనం రెండు ప్రత్యేక పౌన encies పున్యాల మధ్య సంకేతాలను ప్రవహించే సర్క్యూట్, అయితే ఈ సంకేతాలను ఇతర పౌన .పున్యాల వద్ద విభజిస్తుంది. ఈ ఫిల్టర్లు వివిధ రకాల్లో కొన్ని బిపిఎఫ్- బ్యాండ్ పాస్ ఫిల్టర్ డిజైన్ బాహ్య శక్తితో పాటు చురుకుగా చేయవచ్చు ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్లు, ట్రాన్సిస్టర్లు వంటి భాగాలు , వీటిని ఒక అని పిలుస్తారు యాక్టివ్ బ్యాండ్ పాస్ ఫిల్టర్ . అదేవిధంగా, కొన్ని ఫిల్టర్లు ఎలాంటి శక్తి వనరులను అలాగే నిష్క్రియాత్మకంగా ఉపయోగిస్తాయి కెపాసిటర్లు మరియు ప్రేరకాలు వంటి భాగాలు , వీటిని నిష్క్రియాత్మక బ్యాండ్ పాస్ ఫిల్టర్‌గా పిలుస్తారు.

ఇవి ఫిల్టర్లు వర్తిస్తాయి వైర్‌లెస్ ట్రాన్స్మిటర్లలో మరియు రిసీవర్లలో. ట్రాన్స్మిటర్లో, అవుట్పుట్ సిగ్నల్ యొక్క బ్యాండ్విడ్త్ను కనీస అవసరమైన స్థాయికి పరిమితం చేయడానికి మరియు ఇష్టపడే వేగం & రూపంలో డేటాను ప్రసారం చేయడానికి BPF ఉపయోగించవచ్చు. అదేవిధంగా, రిసీవర్‌లో, ఈ ఫిల్టర్ ఇష్టపడే ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధిలోని సిగ్నల్‌లను డీకోడ్ చేయడానికి అనుమతిస్తుంది, అయితే అనవసరమైన పౌన .పున్యాల వద్ద సిగ్నల్‌ల నుండి దూరంగా ఉంటుంది. రిసీవర్ యొక్క శబ్దం (S / N) నిష్పత్తిని BPF ద్వారా ఆప్టిమైజ్ చేయవచ్చు.

బ్యాండ్ పాస్ ఫిల్టర్ సర్క్యూట్

A యొక్క ఉత్తమ ఉదాహరణ బ్యాండ్ పాస్ ఫిల్టర్ సర్క్యూట్ ఉంది RLC సర్క్యూట్ అది క్రింద చూపబడింది. ఈ ఫిల్టర్‌ను ఎల్‌పిఎఫ్ మరియు హెచ్‌పిఎఫ్‌ను ఏకం చేయడం ద్వారా కూడా రూపొందించవచ్చు. BPF లో, బ్యాండ్‌పాస్ ఒక రకమైన ఫిల్టర్ లేకపోతే ఫిల్టరింగ్ విధానాన్ని వివరిస్తుంది. ఇది ప్రభావిత స్పెక్ట్రం యొక్క నిజమైన విభాగాన్ని సూచించే పాస్‌బ్యాండ్ నుండి వేరుచేయబడుతుంది. ఇడిలిక్ బ్యాండ్‌పాస్ ఫిల్టర్‌కు లాభం మరియు అటెన్యుయేషన్ లేదు, కాబట్టి ఇది పూర్తిగా స్థాయి పాస్‌బ్యాండ్. ఇది పాస్బ్యాండ్ వెలుపల ఉన్న ప్రతి పౌన encies పున్యాలను పూర్తిగా పెంచుతుంది.

బ్యాండ్ పాస్ ఫిల్టర్ సర్క్యూట్

ఆచరణాత్మకంగా, బ్యాండ్‌పాస్ ఫిల్టర్ అనువైనది కాదు మరియు ఇష్టపడే ఫ్రీక్వెన్సీ ఎంపికకు వెలుపల ఉన్న ప్రతి పౌన encies పున్యాలను పూర్తిగా గుర్తించదు. ప్రత్యేకించి, ప్రతిపాదిత పాస్ బ్యాండ్ వెలుపల ఫ్రీక్వెన్సీలు అటెన్యూట్ చేయబడిన చోట ఒక విభాగం ఉంది, అయితే దీనిని విస్మరించలేదు, దీనిని ఫిల్టర్ రోల్-ఆఫ్ లాగా పిలుస్తారు, మరియు సాధారణంగా, ఇది ప్రతి అష్టపదికి దశాబ్దం పౌన .పున్యం కోసం అటెన్యుయేషన్ యొక్క dB లో పేర్కొనబడుతుంది. సాధారణంగా, ఫిల్టర్ డిజైన్ రోల్-ఆఫ్‌ను సాధ్యమైనంత సన్నగా నిర్మించడానికి కనిపిస్తుంది, అందువల్ల ఫిల్టర్‌ను ప్రతిపాదిత రూపకల్పన చేయడానికి అనుమతిస్తుంది. తరచుగా, పాస్బ్యాండ్ అలల ఖర్చుతో దీనిని పొందవచ్చు, లేకపోతే స్టాప్బ్యాండ్ అలల.

వడపోత బ్యాండ్విడ్త్ అని నిర్వచించవచ్చు ఎగువ పౌన frequency పున్యం మరియు తక్కువ పౌన .పున్యం మధ్య అసమానత. కట్-ఆఫ్ ఫ్రీక్వెన్సీని నిర్ణయించడానికి రెండు అసమాన అటెన్యుయేషన్ విలువలతో లెక్కించిన బ్యాండ్‌విడ్త్‌ల భిన్నం ఫారమ్ కారకం, ఉదాహరణకు, 20/2 dB వద్ద 2: 1 యొక్క ఫారమ్ ఫ్యాక్టర్ అంటే 20 dB అటెన్యుయేషన్ వద్ద పౌన encies పున్యాల మధ్య లెక్కించిన బ్యాండ్‌విడ్త్ రెట్టింపు ఇది 2 dB అటెన్యుయేషన్ వద్ద పౌన encies పున్యాల మధ్య లెక్కించబడుతుంది. ఆప్టికల్ బిపిఎఫ్‌లను సాధారణంగా ఫోటోగ్రఫీతో పాటు థియేటర్‌లో లైటింగ్ పనిలో ఉపయోగిస్తారు. ఈ రకమైన ఫిల్టర్లు స్పష్టమైన రంగు చిత్రం లేకపోతే షీట్ యొక్క రూపురేఖలను తీసుకుంటాయి.

వివిధ రకాల బ్యాండ్ పాస్ ఫిల్టర్లు

బ్యాండ్‌పాస్ ఫిల్టర్ యొక్క వర్గీకరణ విస్తృత బ్యాండ్‌పాస్ ఫిల్టర్‌తో పాటు రెండు రకాలుగా చేయవచ్చు ఇరుకైన బ్యాండ్ పాస్ ఫిల్టర్ .

వైడ్ బ్యాండ్ పాస్ ఫిల్టర్

ఒక WBF లేదా విస్తృత బ్యాండ్‌పాస్ ఫిల్టర్ (WBF) తక్కువ పాస్ మరియు హై పాస్ విభాగాలను వదలడం ద్వారా ఏర్పడుతుంది, ఇది సాధారణంగా సాధారణ డిజైన్ & యాక్ట్ కోసం ఉద్దేశించిన వేరే సర్క్యూట్.

వైడ్ బ్యాండ్ పాస్ ఫిల్టర్

ఇది అనేక ప్రాక్టికల్ సర్క్యూట్లతో గుర్తించబడింది. 1 వ ఆర్డర్ తక్కువ పాస్ మరియు అధిక పాస్ విభాగాలు వంటి రెండు విభాగాలను ఉపయోగించడం ద్వారా d 20 dB / దశాబ్దంతో బ్యాండ్‌పాస్ ఫిల్టర్ ఏర్పడుతుంది. అదేవిధంగా, సిరీస్‌లోని రెండు రెండవ-ఆర్డర్ ఫిల్టర్లను తక్కువ పాస్ మరియు హై-పాస్ ఫిల్టర్ (HPF) తో అనుసంధానించడం ద్వారా band 40 dB / దశాబ్దంతో బ్యాండ్‌పాస్ ఫిల్టర్ ఏర్పడుతుంది. దీని అర్థం బ్యాండ్‌పాస్ ఫిల్టర్ (బిపిఎఫ్) యొక్క క్రమం యొక్క క్రమంతో పాలించబడుతుంది తక్కువ పాస్ & అధిక పాస్ ఫిల్టర్లు . ది బ్యాండ్‌పాస్ ఫిల్టర్ గ్రాఫ్ క్రింద చూపబడింది.

బిపిఎఫ్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ రెస్పాన్స్

D 20 dB / దశాబ్దంతో బ్యాండ్‌పాస్ ఫిల్టర్ 1 వ ఆర్డర్‌తో కూడి ఉంటుంది HPF (హై పాస్ ఫిల్టర్) . 1 వ ఆర్డర్ LPF (తక్కువ-పాస్ ఫిల్టర్) దాని ఫ్రీక్వెన్సీ ప్రతిస్పందన ద్వారా కింది చిత్రంలో చూపబడుతుంది.

ఇరుకైన బ్యాండ్ పాస్ ఫిల్టర్

సాధారణంగా, ఇరుకైన బ్యాండ్‌పాస్ ఫిల్టర్ అనేక అభిప్రాయాలను ఉపయోగిస్తుంది. ఇది op-amp ఉపయోగించి బ్యాండ్‌పాస్ ఫిల్టర్ కింది సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రంలో చూపినట్లు. ఈ ఫిల్టర్ యొక్క ప్రధాన లక్షణాలు ప్రధానంగా ఈ క్రింది వాటిని కలిగి ఉంటాయి.

ఇరుకైన బ్యాండ్ పాస్ ఫిల్టర్

ఈ ఫిల్టర్ యొక్క మరొక పేరు బహుళ ఫీడ్‌బ్యాక్ ఫిల్టర్ ఎందుకంటే ఇందులో రెండు ఫీడ్‌బ్యాక్ లేన్‌లు ఉన్నాయి

ఒక op-amp విలోమ మోడ్‌లో ఉపయోగించబడుతుంది

ది ఫ్రీక్వెన్సీ ప్రతిస్పందన ఈ ఫిల్టర్ యొక్క క్రింది చిత్రంలో చూపబడింది.

NBPF యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ స్పందన

సాధారణంగా, ఈ ఫిల్టర్ రూపకల్పన సెంటర్ ఫ్రీక్వెన్సీ (ఎఫ్‌సి) & బ్యాండ్‌విడ్త్ లేదా సెంటర్ ఫ్రీక్వెన్సీ & బిడబ్ల్యూ యొక్క ఖచ్చితమైన విలువల కోసం చేయవచ్చు. ది భాగాలు ఈ సర్క్యూట్ యొక్క క్రింది సంబంధాల ద్వారా నిర్ణయించవచ్చు. ప్రతి C1 మరియు C2 కెపాసిటర్లు డిజైన్ గణన యొక్క సరళీకరణల కోసం C కి తీసుకెళ్లవచ్చు.

R1 = Q / 2∏ fc CAf
R2 = Q / 2∏ fc సి (2 క్యూ 2-అఫ్)
R3 = Q / fc సి

పై సమీకరణాల నుండి, మధ్య పౌన frequency పున్యంలో Af లాభం సూచిస్తుంది Af = R3 / 2R1

కానీ, అఫ్ ఈ ప్రకటనను సంతృప్తిపరచాలి యొక్క<2Q2

బహుళ ఫీడ్‌బ్యాక్ ఫిల్టర్‌ల ఎఫ్‌సి (సెంటర్ ఫ్రీక్వెన్సీ) బ్యాండ్‌విడ్త్ లేదా లాభం మారకుండా నవల ఫ్రీక్వెన్సీ ఎఫ్‌సి వైపు మార్చవచ్చు. R2 ను R2 కు మార్చడం ద్వారా దీనిని సాధించవచ్చు

R2 '= R2 * ( fc / fc ) రెండు

బ్యాండ్ పాస్ ఫిల్టర్ కాలిక్యులేటర్

కింది సర్క్యూట్ నిష్క్రియాత్మక బ్యాండ్‌పాస్ ఫిల్టర్ సర్క్యూట్. ఈ సర్క్యూట్‌ను ఉపయోగించడం ద్వారా మనం నిష్క్రియాత్మక బ్యాండ్‌పాస్ ఫిల్టర్‌ను లెక్కించవచ్చు. నిష్క్రియాత్మక సూత్రం బ్యాండ్‌పాస్ ఫిల్టర్ కాలిక్యులేటర్ క్రింద చూపబడింది.

నిష్క్రియాత్మక బ్యాండ్ పాస్ ఫిల్టర్ కాలిక్యులేటర్

తక్కువ కట్ ఆఫ్ ఫ్రీక్వెన్సీ కోసం = 1 / 2∏R2C2

అధిక కట్ ఆఫ్ ఫ్రీక్వెన్సీ కోసం = 1 / 2∏R1C1

అదేవిధంగా, క్రియాశీల ఇన్వర్టింగ్ op-amp BPF మరియు క్రియాశీల నాన్-ఇన్వర్టింగ్ op-amp BPF కోసం మేము లెక్కించవచ్చు.

బ్యాండ్ పాస్ ఫిల్టర్ అనువర్తనాలు

బ్యాండ్‌పాస్ ఫిల్టర్‌ల యొక్క అనువర్తనాలు ఈ క్రింది వాటిని కలిగి ఉంటాయి.

• ఈ ఫిల్టర్లు విస్తృతంగా వర్తిస్తాయి వైర్‌లెస్ ట్రాన్స్మిటర్లు & రిసీవర్లు .
• ఈ ఫిల్టర్ S / N నిష్పత్తిని (సిగ్నల్-టు-శబ్దం) ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి మరియు రిసీవర్ యొక్క కరుణను ఉపయోగించవచ్చు.
• లో వడపోత యొక్క ముఖ్య ఉద్దేశ్యం ట్రాన్స్మిటర్ అవుట్పుట్ సిగ్నల్ యొక్క BW ను కమ్యూనికేషన్ కోసం ఎంచుకున్న బ్యాండ్‌కు పరిమితం చేయడం.
• వంటి ఆప్టిక్స్లో కూడా బిపిఎఫ్ లు విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి LIDARS , లేజర్లు మొదలైనవి.
• ఈ ఫిల్టర్ యొక్క ఉత్తమ అనువర్తనం ఆడియో సిగ్నల్ ప్రాసెసింగ్, మిగిలిన వాటిని తీసివేసినప్పటికీ నిర్దిష్ట శ్రేణి ధ్వని పౌన encies పున్యాలు అవసరం.
• ఈ ఫిల్టర్లు సోనార్, ఇన్స్ట్రుమెంట్స్, మెడికల్ మరియు భూకంప శాస్త్రం అనువర్తనాలు
• ఈ ఫిల్టర్లు ఉంటాయి కమ్యూనికేషన్ సిస్టమ్స్ వివిధ సంకేతాల నుండి నిర్దిష్ట సిగ్నల్ ఎంచుకోవడం కోసం.

అందువల్ల, ఇదంతా బ్యాండ్-పాస్ ఫిల్టర్ సిద్ధాంతం ఇందులో, పనితో సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం, బ్యాండ్‌పాస్ ఫిల్టర్లు మరియు దాని అనువర్తనాలు. పై సమాచారం నుండి, చివరకు ఈ ఫిల్టర్ల అనువర్తనాల యొక్క ఇతర రంగాలు ఖగోళ శాస్త్రంలో ఉన్నాయని మేము నిర్ధారించగలము, ఈ ఫిల్టర్లు కాంతి పరిధిలో ఒక విభాగాన్ని మాత్రమే పరికరంలోకి అనుమతిస్తాయి. ఈ ఫిల్టర్లు ప్రధాన సిరీస్‌లో ఎక్కడ నక్షత్రాలు పడుకున్నాయో, రెడ్‌షిఫ్ట్‌లను గుర్తించడంలో సహాయపడతాయి. ఇక్కడ మీ కోసం ఒక ప్రశ్న, క్రియాశీల బ్యాండ్‌పాస్ ఫిల్టర్ అంటే ఏమిటి?