 | Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . ( февраль 2008 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
Полосовой фильтр или полосовой фильтр ( BPF ) представляет собой устройство , которое передает частоты в пределах определенного диапазона , и отклоняет ( затухает ) частоты вне этого диапазона.
Описание [ править ]
Пример аналогового электронного полосового фильтра представляет собой схему RLC (а резистор - катушка индуктивности - конденсатор цепи ). Эти фильтры также могут быть созданы путем объединения фильтра нижних частот с фильтром верхних частот . [1]
Bandpass - это прилагательное, описывающее тип фильтра или процесса фильтрации; ее следует отличать от полосы пропускания , которая относится к фактической части затронутого спектра. Следовательно, можно сказать: «Двойной полосовой фильтр имеет две полосы пропускания». Сигнал полосовой представляет собой сигнал , содержащий полосу частот , не примыкающих к нулевой частоте, такие как сигнал , который выходит из полосового фильтра. [2]
Идеальный полосовой фильтр должен иметь полностью плоскую полосу пропускания (например, без усиления / затухания) и полностью ослаблять все частоты за пределами полосы пропускания. Кроме того, переход из полосы пропускания будет иметь характеристики кирпичной стены .
На практике ни один полосовой фильтр не идеален. Фильтр не подавляет полностью все частоты за пределами желаемого частотного диапазона; в частности, есть область сразу за намеченной полосой пропускания, где частоты ослабляются, но не отклоняются. Это известно как фильтрующее скатывание , и это, как правило , выражается в дБ затухания на октаву или десятилетие частоты. Как правило, конструкция фильтра направлена на то, чтобы сделать спад как можно более узким, что позволяет фильтру работать как можно ближе к его предполагаемой конструкции. Часто это достигается за счет пульсации полосы пропускания или полосы задерживания .
Полоса пропускания фильтра - это просто разница между верхней и нижней частотами среза . Коэффициент формы - это отношение полос пропускания, измеренных с использованием двух разных значений затухания для определения частоты среза, например, коэффициент формы 2: 1 при 30/3 дБ означает, что ширина полосы, измеренная между частотами при затухании 30 дБ, вдвое больше, чем измеренная между частотами. при затухании 3 дБ.
Оптические полосовые фильтры широко используются в фотографии и освещении театров. Эти фильтры имеют форму прозрачной цветной пленки или листа.
Q-фактор [ править ]
Фильтр полосовой может быть охарактеризована ее Q фактора . Q -фактор является обратным по относительной ширине полосы частот . Фильтр с высокой добротностью будет иметь узкую полосу пропускания, а фильтр с низкой добротностью будет иметь широкую полосу пропускания. Они соответственно называются узкополосными и широкополосными фильтрами.
Приложения [ править ]
Полосовые фильтры широко используются в беспроводных передатчиках и приемниках. Основная функция такого фильтра в передатчике - ограничить полосу выходного сигнала полосой, выделенной для передачи. Это предотвращает создание помех передатчику другим станциям. В приемнике полосовой фильтр позволяет слышать или декодировать сигналы в выбранном диапазоне частот, предотвращая прохождение сигналов на нежелательных частотах. Сигналы на частотах за пределами диапазона, на который настроен приемник, могут либо вызвать насыщение, либо повредить приемник. Кроме того, они могут создавать нежелательные продукты микширования, которые попадают в полосу и мешают интересующему сигналу. Широкополосные приемники особенно чувствительны к таким помехам. [3] Полосовой фильтр также оптимизирует отношение сигнал / шум и чувствительность приемника.
И в передающих, и в принимающих приложениях хорошо спроектированные полосовые фильтры, имеющие оптимальную полосу пропускания для используемого режима и скорости связи, максимально увеличивают количество передатчиков сигналов, которые могут существовать в системе, при минимизации помех или конкуренции между сигналами.
Помимо электроники и обработки сигналов, одним из примеров использования полосовых фильтров является наука об атмосфере . Обычно последние метеорологические данные с полосой пропускания фильтруют с диапазоном периодов , например, от 3 до 10 дней, так что только циклоны остаются в виде колебаний в полях данных.
Корпуса громкоговорителей [ править ]
Составной или полосовой [ править ]
Электрический полосовой фильтр 4-го порядка может быть смоделирован с помощью вентилируемой коробки, в которой вклад от задней поверхности конуса драйвера улавливается в герметичной коробке, а излучение от передней поверхности конуса попадает в камеру с отверстиями. Это изменяет резонанс драйвера. В простейшем виде составной корпус состоит из двух камер. Перегородка между камерами удерживает водителя; обычно портируется только одна камера.
Если в корпусе с каждой стороны сабвуфера есть порт, то корпус дает полосу пропускания 6-го порядка. Их значительно сложнее спроектировать, и они, как правило, очень чувствительны к характеристикам драйвера. Как и в других корпусах Reflex, порты при желании могут быть заменены пассивными излучателями.
Блок полосы пропускания восьмого порядка - это еще один вариант, который также имеет узкий частотный диапазон. Они часто используются для достижения уровней звукового давления, и в этом случае басовый тон определенной частоты будет использоваться вместо чего-либо музыкального. Их сложно построить, и они должны быть выполнены достаточно точно, чтобы они работали почти так, как задумано. [4]
Другие поля [ править ]
В нейробиологии , визуальные корковые простые клетки были впервые показаны Дэвид Hubel и Торстен Визель иметь свойства отклика , которые напоминают Габора фильтры , которые полосовой. [5]
В астрономии полосовые фильтры используются, чтобы пропускать только одну часть светового спектра в инструмент. Полосовые фильтры могут помочь в поиске звезд на главной последовательности , определении красных смещений и во многих других приложениях.
См. Также [ править ]
- Атомный линейный фильтр
- Аудио кроссовер
- Полосовой фильтр
- Разница гауссианов
- Топология Саллена – Ки
Ссылки [ править ]
- ^ ER Kanasewich (1981). Анализ временных последовательностей в геофизике . Университет Альберты. п. 260. ISBN 0-88864-074-9.
- ^ Belle А. Shenoi (2006). Введение в цифровую обработку сигналов и проектирование фильтров . Джон Вили и сыновья. п. 120. ISBN 978-0-471-46482-2.
- ^ «Букварь по RF-фильтрам для программно-определяемого радио» . Упрощенная программно-определяемая радиосвязь . 2020-02-24 . Проверено 25 февраля 2020 .
- ^ http://www.the12volt.com/caraudio/boxes6.asp#2
- ^ Норман Стюарт Сазерленд (1979). Учебные очерки по психологии . Лоуренс Эрлбаум Ассошиэйтс. п. 68. ISBN 0-470-26652-X.
Внешние ссылки [ править ]
- СМИ, связанные с полосовыми фильтрами, на Викискладе?
