に 信号処理 、フィルターは、必要な周波数成分を許可し、不要な周波数成分を除去するために使用されるデバイスの一種です。フィルタリングは、いくつかの周波数を除去することにより、インターフェース信号のバックグラウンドノイズを低減できると定義できます。フィルターの回路は、 LPFとHPF バンドパスフィルターと呼ばれる唯一のフィルターにプロパティを追加します。違いがある フィルタの種類 アナログ/デジタル、アクティブ/パッシブ、線形/非線形、時変/時不変などが利用可能です。この記事では、アプリケーションでのバンドパスフィルターの概要について説明します
バンドパスフィルターとは何ですか？
ザ・ バンドパスフィルターの定義は次のとおりです。 これらの信号を他の周波数で分割しますが、信号が2つの特定の周波数間を流れることを可能にする回路。これらのフィルターは、いくつかのBPF-のさまざまなタイプで利用できます。 バンドパスフィルターの設計 外部電源とアクティブで行うことができます 集積回路、トランジスタなどのコンポーネント 、 アクティブバンドパスフィルター 。同様に、一部のフィルターはパッシブだけでなくあらゆる種類の電源を使用します コンデンサやインダクタなどのコンポーネント 、パッシブバンドパスフィルターと呼ばれます。
これら フィルタが適用可能 ワイヤレス送信機と受信機で。送信機では、BPFを使用して、出力信号の帯域幅を必要最小限のレベルに制限し、適切な速度と形式でデータを送信できます。同様に、受信機では、このフィルターにより、不必要な周波数の信号を避けながら、好ましい周波数範囲の信号をデコードできます。受信機の信号対雑音（S / N）比は、BPFによって最適化できます。
バンドパスフィルター回路
の最良の例 バンドパスフィルター回路 それは RLC回路 それを以下に示します。このフィルターは、LPFとHPFを組み合わせて設計することもできます。 BPFでは、バンドパスは一種のフィルター、それ以外の場合はフィルター処理の手順を示しています。影響を受けるスペクトルの実際のセクションを参照する通過帯域とは区別されます。牧歌的なバンドパスフィルターにはゲインと減衰がないため、完全に水平な通過帯域です。これにより、通過帯域外のすべての周波数が完全に減衰します。
バンドパスフィルター回路
実際には、バンドパスフィルターは理想的ではなく、優先周波数の選択外のすべての周波数を完全に減衰させるわけではありません。特に、周波数が減衰されるが破棄されない、提案された通過帯域のすぐ外側のセクションがあります。これは、フィルターロールオフのように呼ばれ、通常、10オクターブごとの減衰のdBで指定されます。一般に、フィルターの設計は、ロールオフを可能な限り薄く構築するように見えるため、フィルターに提案された設計を実行させます。多くの場合、これは通過帯域リップルを消費して達成できますが、そうでなければ阻止帯域リップルを消費します。
フィルター 帯域幅は次のように定義できます 高い周波数と低い周波数の間の非類似性。フォームファクターは、カットオフ周波数を決定するために2つの異なる減衰値で計算された帯域幅の割合です。たとえば、20/2 dBで2：1のフォームファクターは、20dB減衰で周波数間で計算された帯域幅が2倍であることを意味します。 2dBの減衰で周波数間で計算されたもの。光学BPFは、劇場での照明作業だけでなく、写真撮影でも一般的に使用されています。これらの種類のフィルターは、透明な色のフィルムの輪郭を取ります。
さまざまなタイプのバンドパスフィルター
バンドパスフィルターの分類は、ワイドバンドパスフィルターと同様に2つのタイプで行うことができます。 狭帯域通過フィルター 。
ワイドバンドパスフィルター
WBFまたは ワイドバンドパスフィルター （WBF）は、ローパスセグメントとハイパスセグメントをドロップすることで形成できます。これは通常、単純な設計と動作を目的とした別の回路です。
ワイドバンドパスフィルター
それは多くの実用的な回路で認識されています。 1次ローパスのように2つのセクションを使用することで±20dB /ディケードのバンドパスフィルターを形成でき、ハイパスセクションをドロップできます。同様に、±40 dB /ディケードのバンドパスフィルターは、2つの2次フィルター、つまりローパスフィルターとハイパスフィルター（HPF）を直列に接続することで形成できます。これは、バンドパスフィルター（BPF）の順序が次の順序で決定されることを意味します。 ローパス ＆ ハイパスフィルター 。ザ・ バンドパスフィルターグラフ 以下に示します。
BPFの周波数応答
±20dB /ディケードのバンドパスフィルターは1次で構成されます HPF（ハイパスフィルター） 。一次 LPF（ローパスフィルター） 次の図に、周波数応答を示します。
狭帯域パスフィルター
一般に、狭帯域通過フィルターはいくつかのフィードバックを使用します。この オペアンプを使用したバンドパスフィルター 次の回路図に示すように。このフィルターの主な機能は主に次のとおりです。
狭帯域パスフィルター
このフィルターの別名は、2つのフィードバックレーンが含まれているため、マルチフィードバックフィルターです。
アン オペアンプ 反転モードで使用されます
ザ・ 周波数応答 このフィルターの概要を次の図に示します。
NBPFの周波数応答
通常、このフィルターの設計は、中心周波数（fc）と帯域幅または中心周波数とBWの正確な値に対して行うことができます。ザ・ コンポーネント この回路のは、次の関係によって決定できます。 C1とC2のそれぞれ コンデンサ 設計計算を簡略化するためにCに移動できます。
R1 = Q / 2∏ fc CAf
R2 = Q / 2∏ fc C（2Q2-Af）
R3 = Q / ∏ fc C
上記の式から、中周波数でAfはゲインを表すので、 Af = R3 / 2R1
しかし、Afはこのステートメントを満たす必要があります の<2Q2
複数のフィードバックフィルターのfc（中心周波数）は、帯域幅やゲインを変更せずに、新しい周波数fcに変更できます。これは、R2をR2 ’に変更するだけで実現できます。
R2 '= R2 *（ fc / fc ）二
バンドパスフィルター計算機
次の回路はパッシブバンドパスフィルター回路です。この回路を使用することにより、パッシブバンドパスフィルターを計算できます。パッシブの式 バンドパスフィルター計算機 以下に示します。
パッシブバンドパスフィルター計算機
低カットオフ周波数の場合= 1 / 2∏R2C2
高いカットオフ周波数の場合= 1 / 2∏R1C1
同様に、アクティブ反転オペアンプBPFとアクティブ非反転オペアンプBPFを計算できます。
バンドパスフィルターアプリケーション
バンドパスフィルターの用途は次のとおりです。
- これらのフィルターは、 ワイヤレス送信機と受信機 。
- このフィルターは、S / N比（信号対雑音比）と受信機の思いやりを最適化するために使用できます。
- のフィルターの主な目的 送信機 出力信号の帯域幅を通信用に選択した帯域に制限することです。
- BPFは、次のような光学機器でも広く使用されています。 LIDARS 、 レーザーなど
- このフィルターの最適なアプリケーションは、オーディオ信号処理です。特定の範囲のサウンド周波数が必要な場合は、残りを削除します。
- これらのフィルターは、ソナー、楽器、医療、および 地震学 アプリケーション
- これらのフィルターには 通信システム さまざまな信号から特定の信号を選択するため。
したがって、これはすべてについてです バンドパスフィルター理論 これには、動作する回路図、バンドパスフィルターのタイプとそのアプリケーションが含まれます。上記の情報から、最終的に、これらのフィルターの他のアプリケーション分野には天文学が含まれていると結論付けることができます。これらのフィルターは、デバイスに入る光の範囲の一部のみを許可します。これらのフィルターは、星が主要なシリーズでリクライニングしている場所を見つけたり、赤方偏移を認識したりするのに役立ちます。ここに質問があります。 アクティブバンドパスフィルターとは何ですか？
