مرشح تمرير النطاق السلبي

مرشح تمرير النطاق السلبي

يقوم مرشح تمرير النطاق بفصل نطاق معين من الترددات عن الترددات الأخرى ضمن مجموعة تردد معينة. قد لا تجد بعض الدوائر الكهربائية المتطورة مناسبة للسماح بترددات منخفضة جدًا عند 0 هرتز أو ترددات عالية جدًا بالمرور عبرها، ويقوم مرشح تمرير النطاق السلبي بوظائف انتقائية التردد اعتمادًا على مجموعات المقاومة والمكثفات في دوائرها. إنها تحجب كلا من الترددات المنخفضة والترددات العليا خارج نطاق تمرير النطاق الانتقائي الخاص بها. تتكون هذه المرشحات من مرشحات تمرير منخفض ومرشحات تمرير عالية.

بناء

يجب أن يقدم مرشح تمرير النطاق النموذجي شبكتين RC كما هو موضح أدناه:

يتم استخدام شبكة RC واحدة على التوالي، بينما يتم استخدام شبكة RC الأخرى بالتوازي. يمكن التحكم في قيم تردد القطع من خلال قيم المقاوم والمكثف المستخدمة في دائرة مرشح تمرير النطاق. يمكن أن يسمح بنطاق واسع من الترددات أو نطاق ضيق من الترددات، اعتمادًا على قيم تردد القطع. ولذلك، يسمى نطاق معين من ترددات تمرير النطاق بعرض النطاق الترددي.

منحنى استجابة التردد

يظهر منحنى استجابة التردد أدناه. يُظهر منحنى استجابة التردد حدين لتردد القطع: الحد الأدنى لتردد القطع fL وحد تردد القطع المرتفع fH. يتم حظر جميع الترددات الموجودة أسفل تردد القطع الأدنى fL حتى يرتفع خرج مرشح تمرير النطاق عند منحدر 20 ديسيبل / عقد. يصل الخرج بعد ذلك إلى قيمة قصوى تبلغ 70.7% ويظل ثابتًا لنطاق معين من الترددات حتى يتم الوصول إلى حد التردد الأعلى وهو fH. يبدأ الناتج في الانخفاض مرة أخرى عند منحدر -20 ديسيبل / عقد.

تمت الإشارة إلى أقصى ربح قدره -3 ديسيبل في الاتجاه الصعودي والاتجاه الهبوطي في الشكل أدناه. ولذلك، فإن الوسط الهندسي لنقطتي التردد هاتين يوفر نقطة الرنين أو نقطة التردد المركزية.

تردد الرنين، ظاهرة الرنين

يتم التعبير عن المتوسط ​​الهندسي لتردد القطع العلوي وتردد القطع السفلي على النحو التالي:

يمثل fr التردد المركزي، بينما يمثل fh قيمة قطع التردد العلوي ويرمز fl إلى قيمة قطع التردد المنخفضة.

مرحلة التحول

مرشحات تمرير النطاق هي مرشحات من الدرجة الثانية. وهذا يعني وجود مجموعتين من العناصر السلبية في دائرتها. ستكون زاوية الطور لمرشحات الدرجة الثانية ضعف زاوية الطور لمرشحات الدرجة الأولى. وهذا يعني أن زاوية الطور يجب أن تكون 180 درجة في مرشح تمرير النطاق. يشير تحول الطور إلى +90 درجة حتى التردد المركزي و-90 درجة بعد نقطة التردد المركزي.

ترددات القطع العلوية والسفلية

يمكن حساب قيم التردد العلوي والسفلي تمامًا مثل حسابات التردد في مرشحات تمرير النطاق المنخفض والعالي. يتم التعبير عن التعبير العام بواسطة:

مثال:

سيتم تصميم مرشح تمرير النطاق الذي يسمح بترددات تتراوح بين 5 كيلو هرتز و40 كيلو هرتز. بافتراض أن المقاومات 20 كيلو أوم، احسب قيم المكثف وارسم مرشح تمرير النطاق النهائي.

باستخدام التعبير العام عن تردد القطع العلوي والسفلي:

يمكن حساب قيمة مكثف التمرير العالي باستخدام حد التردد الأدنى:

يمكن حساب قيمة مكثف التمرير المنخفض باستخدام حد التردد الأعلى:

خاتمة

تعمل مرشحات تمرير النطاق على مبدأ تمرير نطاق انتقائي من الترددات مع حجب جميع الترددات المنخفضة أو الأعلى. وهي تتألف من كل من شبكات مرشح التمرير المنخفض وشبكات مرشح التمرير العالي في بنائها.