निष्क्रिय बैंड पास फ़िल्टर

निष्क्रिय बैंड पास फ़िल्टर

एक बैंड पास फ़िल्टर एक विशेष आवृत्ति समूह के भीतर दूसरों से आवृत्तियों की एक विशिष्ट श्रेणी को अलग करता है। कुछ परिष्कृत विद्युत सर्किटों को 0 हर्ट्ज पर बहुत कम आवृत्तियों या उनके माध्यम से बहुत उच्च आवृत्तियों को पारित करने की अनुमति देना उपयुक्त नहीं हो सकता है, निष्क्रिय बैंड पास फ़िल्टर उनके सर्किट में श्रृंखला अवरोधक और कैपेसिटर संयोजन के आधार पर आवृत्ति चयनात्मकता कार्य करता है। वे अपनी चयनात्मक बैंडपास सीमा के बाहर निचली आवृत्तियों और ऊपरी आवृत्तियों दोनों को अवरुद्ध करते हैं। ये फिल्टर लो पास और हाई पास फिल्टर से बने होते हैं।

निर्माण

एक विशिष्ट बैंड पास फ़िल्टर दो आरसी नेटवर्क प्रस्तुत करेगा जैसा कि नीचे दिखाया गया है:

एक आरसी नेटवर्क का उपयोग श्रृंखला में किया जाता है, जबकि दूसरे आरसी नेटवर्क का उपयोग समानांतर में किया जाता है। कट-ऑफ फ़्रीक्वेंसी मानों को बैंड पास फ़िल्टर सर्किट में उपयोग किए जाने वाले अवरोधक और कैपेसिटर मानों के माध्यम से नियंत्रित किया जा सकता है। यह कट-ऑफ आवृत्ति मूल्यों के आधार पर आवृत्तियों की एक विस्तृत श्रृंखला या आवृत्तियों की एक संकीर्ण श्रृंखला की अनुमति दे सकता है। इसलिए, बैंडपास आवृत्तियों की एक विशिष्ट श्रेणी को बैंडविड्थ कहा जाता है।

आवृत्ति प्रतिक्रिया वक्र

आवृत्ति प्रतिक्रिया वक्र नीचे दिखाया गया है। आवृत्ति प्रतिक्रिया वक्र दो कट-ऑफ आवृत्ति सीमाएं दिखाता है: निचली कट-ऑफ आवृत्ति सीमा एफएल और उच्च कट-ऑफ आवृत्ति सीमा एफएच। निचली कट-ऑफ आवृत्ति एफएल के नीचे की सभी आवृत्तियों को तब तक अवरुद्ध किया जाता है जब तक कि बैंड पास फिल्टर का आउटपुट 20db/दशक की ढलान पर न बढ़ जाए। आउटपुट तब 70.7% के अधिकतम मूल्य तक पहुंच जाता है और आवृत्तियों की एक विशिष्ट श्रेणी के लिए स्थिर रहता है जब तक कि एफएच की उच्च आवृत्ति सीमा तक नहीं पहुंच जाती। आउटपुट -20db/दशक की ढलान पर फिर से गिरना शुरू हो जाता है।

-3db का अधिकतम लाभ नीचे दिए गए आंकड़े में बढ़ती प्रवृत्ति और गिरती प्रवृत्ति दोनों में दर्शाया गया है। इसलिए, इन दो आवृत्ति बिंदुओं का ज्यामितीय माध्य अनुनाद बिंदु या केंद्र आवृत्ति बिंदु प्रदान करता है।

अनुकंपन आवृति

ऊपरी कट-ऑफ-आवृत्ति और निचली कट-ऑफ-आवृत्ति का ज्यामितीय माध्य इस प्रकार व्यक्त किया गया है:

एफआर केंद्र आवृत्ति को प्रस्तुत करता है, जबकि एफएच ऊपरी कट-ऑफ-आवृत्ति मान को प्रस्तुत करता है और एफएल निचले कट-ऑफ-आवृत्ति मान को प्रस्तुत करता है।

चरण में बदलाव

बैंड पास फिल्टर दूसरे क्रम के फिल्टर हैं। इसका अर्थ है इसके सर्किट में दो निष्क्रिय तत्व संयोजनों की उपस्थिति। दूसरे क्रम के फिल्टर के लिए चरण कोण पहले क्रम के फिल्टर के चरण कोण से दोगुना होगा। इसका मतलब है कि बैंड पास फ़िल्टर में चरण कोण 180 डिग्री होगा। चरण बदलाव ने केंद्र आवृत्ति तक +90 डिग्री और केंद्र आवृत्ति बिंदु के बाद -90 डिग्री का संकेत दिया।

ऊपरी और निचली कट-ऑफ आवृत्तियाँ

ऊपरी और निचले आवृत्ति मानों की गणना निम्न और उच्च बैंड पास फिल्टर में आवृत्ति गणना की तरह ही की जा सकती है। सामान्य अभिव्यक्ति इस प्रकार दी गई है:

उदाहरण:

एक बैंड पास फ़िल्टर डिज़ाइन किया जाना है जो 5kHz और 40kHz के बीच आवृत्तियों की अनुमति देता है। यह मानते हुए कि प्रतिरोधक 20kΩ हैं, संधारित्र मानों की गणना करें और अंतिम बैंड पास फ़िल्टर बनाएं।

ऊपरी और निचली कट-ऑफ आवृत्ति की सामान्य अभिव्यक्ति का उपयोग करना:

उच्च पास संधारित्र मान की गणना निम्न आवृत्ति सीमा का उपयोग करके की जा सकती है:

निम्न पास संधारित्र मान की गणना उच्च आवृत्ति सीमा का उपयोग करके की जा सकती है:

निष्कर्ष

बैंड पास फिल्टर सभी निचले या उच्चतर को अवरुद्ध करते हुए आवृत्तियों की एक चयनात्मक सीमा को पारित करने के सिद्धांत पर काम करते हैं। वे अपने निर्माण में लो पास फिल्टर और हाई पास फिल्टर नेटवर्क दोनों से बने होते हैं।