대역 통과 필터를 만드는 방법
특정 대역 또는 스프레드 또는 주파수를 더 넓은 범위의 혼합 신호에서 필터링해야 하는 애플리케이션이 있습니다. 필터 회로는 저역 통과 및 고역 통과의 속성을 단일 필터로 결합하여 이 작업을 수행하도록 설계할 수 있습니다. 그 결과를 대역 통과 필터 라고 합니다 .
저역통과 필터와 고역통과 필터에서 대역통과 필터를 만드는 방법은 블록 다이어그램을 사용하여 설명할 수 있습니다.
대역 통과 필터의 시스템 수준 블록 다이어그램.
커패시터를 사용한 대역 통과 필터 설계
이 두 필터 회로의 직렬 조합 에서 나오는 것은 너무 높지도 낮지도 않은 주파수만 통과시키는 회로입니다. 실제 구성 요소를 사용하면 일반적인 회로도는 다음과 같습니다. 대역 통과 필터의 응답은 다음과 같습니다.
용량성 대역 통과 필터.
용량성 대역 통과 필터
v1 1 0 ac 1 sin
r1 1 2 200
씨1 2 0 2.5유
씨2 2 3 1유
rload 3 0 1k
.ac 린 20 100 500
.플롯 ac v(3)
.끝
용량성 대역 통과 필터의 응답은 좁은 주파수 범위 내에서 최대치를 나타냅니다.
인덕터를 사용한 대역 통과 필터 설계
대역 통과 필터는 인덕터를 사용하여 구성할 수도 있지만 , 앞서 언급했듯이 커패시터의 반응성 "순도"는 설계상의 이점을 제공합니다. 인덕터를 사용하여 대역 통과 필터를 설계한다면 다음과 같을 수 있습니다.
유도 대역 통과 필터.
이 디자인에서 하이패스 섹션이 로우패스 섹션 대신 "먼저" 온다는 사실은 전반적인 작동에 아무런 차이를 만들지 않습니다. 여전히 너무 높거나 너무 낮은 모든 주파수를 필터링합니다.
저역통과 필터와 고역통과 필터를 결합하여 대역통과 필터를 만드는 일반적인 아이디어는 타당하지만, 몇 가지 한계가 없는 것은 아닙니다.
이 유형의 대역 통과 필터는 원치 않는 주파수를 차단하기 위해 두 섹션 중 하나를 사용하여 작동하기 때문에 원하는 주파수 범위 내에서 방해받지 않고 통과할 수 있는 필터를 설계하는 것이 어려울 수 있습니다.
저역통과 및 고역통과 섹션은 항상 어느 정도 신호를 차단하며, 이들의 결합된 노력은 "통과 대역" 주파수 범위의 피크에서도 최상의 경우 감쇠(진폭 감소)된 신호를 만들어냅니다.
이전 SPICE 분석 에서 곡선 피크를 주목하세요 . 이 필터의 부하 전압은 소스 전압이 풀 볼트임에도 불구하고 0.59볼트를 넘지 않습니다. 이 신호 감쇠는 필터가 더 선택적으로 설계될 경우(더 가파른 곡선, 더 좁은 통과 주파수 대역) 더 두드러집니다.
통과 대역 내에서 신호 강도를 희생하지 않고 대역 통과 동작을 달성하는 다른 방법도 있습니다. 이 장에서 조금 후에 이러한 방법에 대해 논의하겠습니다.
검토:
- 대역 통과 필터는 너무 낮거나 너무 높은 주파수를 걸러내어 특정 범위 내의 주파수만 쉽게 통과시킵니다.
- 대역 통과 필터는 고역 통과 필터 끝에 저역 통과 필터를 쌓거나 그 반대로 만들어서 만들 수 있습니다.
- "감쇠"는 진폭을 줄이거나 감소시키는 것을 의미합니다. 스테레오의 볼륨 컨트롤을 낮추면 스피커로 전송되는 신호가 "감쇠"됩니다.