నిష్క్రియ బ్యాండ్ పాస్ ఫిల్టర్: సర్క్యూట్, పని, లాభం & దాని అప్లికేషన్లు

ఫిల్టర్ సర్క్యూట్‌లు ఎలక్ట్రానిక్ సర్క్యూట్‌లలో ఫ్రీక్వెన్సీలను ఫిల్టర్ చేస్తాయి. ఈ సర్క్యూట్‌లు రెసిస్టర్‌ల కలయికను ఉపయోగించుకుంటాయి & కెపాసిటర్లు వాటి ప్రాథమిక నిర్మాణ బ్లాక్‌లుగా. రెక్టిఫైయర్ సర్క్యూట్ తర్వాత పవర్ సప్లై బ్లాక్ రేఖాచిత్రంలో ఈ ఫిల్టర్ సర్క్యూట్ అవసరం ఎందుకంటే ఇది పల్సేటింగ్ ACని DCకి మారుస్తుంది మరియు ఇది ఒకే దిశలో మాత్రమే సరఫరా చేస్తుంది. ఫిల్టర్ సర్క్యూట్ సరిదిద్దబడిన అవుట్‌పుట్‌లో అందుబాటులో ఉన్న AC కాంపోనెంట్‌ను వేరు చేస్తుంది & DC కాంపోనెంట్‌ను లోడ్‌కు చేరుకోవడానికి అనుమతిస్తుంది. వాటిలో వివిధ రకాల ఫిల్టర్లు అందుబాటులో ఉన్నాయి బ్యాండ్ పాస్ ఫిల్టర్ (BPF) రకాల్లో ఒకటి. ఈ ఫిల్టర్ నిర్దిష్ట ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధిలో ఫ్రీక్వెన్సీలను అనుమతిస్తుంది & పరిధి వెలుపల ఉన్నప్పుడు ఫ్రీక్వెన్సీలను అటెన్యూయేట్ చేస్తుంది. ఇవి ఫిల్టర్లు వివిధ రకాలుగా అందుబాటులో ఉన్నాయి కానీ నిష్క్రియ BPF రకాల్లో ఒకటి. కాబట్టి, ఈ వ్యాసం a గురించి సంక్షిప్త సమాచారాన్ని అందిస్తుంది నిష్క్రియ బ్యాండ్‌పాస్ ఫిల్టర్ , దాని పని మరియు దాని అప్లికేషన్లు.

నిష్క్రియ బ్యాండ్ పాస్ ఫిల్టర్ అంటే ఏమిటి?

తక్కువ పాస్ ఫిల్టర్ & హై పాస్ ఫిల్టర్ రెండింటి కలయికను నిష్క్రియ బ్యాండ్ పాస్ ఫిల్టర్ అంటారు. ఈ రకమైన ఫిల్టర్ నిర్దిష్ట ఫ్రీక్వెన్సీల బ్యాండ్‌ని అనుమతిస్తుంది & మిగిలిన అన్ని ఫ్రీక్వెన్సీలను బ్లాక్ చేస్తుంది. ఇది R, C & L వంటి నిష్క్రియ మూలకాలను మాత్రమే ఉపయోగించే ఎలక్ట్రికల్ సర్క్యూట్. కాబట్టి ఈ ఫిల్టర్ LPF & HPF వంటి రెండు ఫిల్టర్‌లను క్యాస్కేడ్ చేయడం ద్వారా తయారు చేయబడింది. నిష్క్రియ బ్యాండ్‌పాస్ ఫిల్టర్ యొక్క ప్రధాన ఉపయోగం ఒక ఆడియో యాంప్లిఫైయర్ . కొన్నిసార్లు ఆడియో యాంప్లిఫైయర్‌లలో, మనకు నిర్దిష్ట ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధి అవసరం, అది 0 Hz నుండి ప్రారంభం కాదు & అధిక పౌనఃపున్యం కాదు, అయితే మాకు నిర్దిష్ట ఫ్రీక్వెన్సీ బ్యాండ్ అవసరం అయినప్పటికీ, అది విస్తృతమైన లేదా ఇరుకైన పరిధి.

నిష్క్రియ బ్యాండ్ పాస్ ఫిల్టర్ సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం

నిష్క్రియ వడపోత అటువంటి నిష్క్రియ భాగాలను మాత్రమే ఉపయోగిస్తుంది; రెసిస్టర్లు, ప్రేరకాలు & కెపాసిటర్లు. అందువలన, నిష్క్రియ బ్యాండ్‌పాస్ ఫిల్టర్ నిష్క్రియ భాగాలను కూడా ఉపయోగించవచ్చు & ఇది ఉపయోగించదు కార్యాచరణ యాంప్లిఫైయర్ విస్తరణ కోసం. యాక్టివ్ బ్యాండ్ పాస్ ఫిల్టర్‌కు సమానమైన యాంప్లిఫికేషన్ భాగం నిష్క్రియ బ్యాండ్ పాస్ ఫిల్టర్‌లో ఉండదు. నిష్క్రియ బ్యాండ్ పాస్ ఫిల్టర్ సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం హై-పాస్ & లో-పాస్ ఫిల్టర్ సర్క్యూట్‌లను కూడా కలిగి ఉంటుంది. కాబట్టి సర్క్యూట్ యొక్క మొదటి భాగం నిష్క్రియ HPF కోసం అయితే సర్క్యూట్ యొక్క రెండవ సగం నిష్క్రియ LPF కోసం.

నిష్క్రియ బ్యాండ్ పాస్ ఫిల్టర్ డిజైన్

నిష్క్రియ బ్యాండ్‌పాస్ ఫిల్టర్ డిజైన్‌ను కేవలం ఉపయోగించి చేయవచ్చు రెసిస్టర్లు & కెపాసిటర్లు. నిష్క్రియ బ్యాండ్ పాస్ ఫిల్టర్ సర్క్యూట్‌కు ఎటువంటి శక్తి అవసరం లేదు మరియు ఏదైనా యాక్టివ్ యాంప్లిఫికేషన్ కోసం ఉపయోగించబడదు. ఈ రకమైన బ్యాండ్‌పాస్ ఫిల్టర్‌లు యాంప్లిఫికేషన్‌ను అందించడానికి యాక్టివ్ సర్క్యూట్‌తో పాటు ఉపయోగించబడతాయి, అయితే అవి ఏ యాంప్లిఫికేషన్‌ను అందించవు. ఈ ఫిల్టర్‌లు HPF & LPF కలయికతో రూపొందించబడ్డాయి.

ఈ సర్క్యూట్ చేయడానికి అవసరమైన భాగాలు ప్రధానంగా ఉంటాయి; కెపాసిటర్లు - 1nF & 1μF, రెసిస్టర్లు - 150Ω & 16KΩ. ఈ సర్క్యూట్‌ను నిర్మించడానికి, ఈ సర్క్యూట్‌కు రెసిస్టర్లు మరియు కెపాసిటర్లు మాత్రమే అవసరం. ఈ ఫిల్టర్ సర్క్యూట్ కోసం, ఎంచుకున్న రెసిస్టర్‌లు మరియు కెపాసిటర్ విలువల కోసం పాస్ బ్యాండ్ 1KHz నుండి 10KHz వరకు ఉంటుంది. మేము ఈ ఫ్రీక్వెన్సీలను సవరించినట్లయితే, రెసిస్టర్లు & కెపాసిటర్ల విలువలను మార్చాలి.

ఈ సర్క్యూట్ హై పాస్ ఫిల్టర్ మరియు a వంటి రెండు భాగాలను కలిగి ఉంటుంది తక్కువ పాస్ ఫిల్టర్ . ఈ సర్క్యూట్ యొక్క మొదటి భాగం HPSని రూపొందించడానికి R1 & C1తో కూడి ఉంటుంది. కాబట్టి ఈ ఫిల్టర్ ఇది ప్రధానంగా పాస్ చేయడానికి రూపొందించబడిన పాయింట్‌పై అన్ని ఫ్రీక్వెన్సీలను అనుమతిస్తుంది. ఈ ఫిల్టర్ డిజైన్ తక్కువ కట్-ఆఫ్ ఫ్రీక్వెన్సీ పాయింట్‌ను ఏర్పరుస్తుంది కానీ ఈ సర్క్యూట్‌లో అవసరమైన తక్కువ కటాఫ్ ఫ్రీక్వెన్సీ పాయింట్ 1KHz. కాబట్టి, HPF 1KHz కంటే ఎక్కువ ఫ్రీక్వెన్సీలను అనుమతిస్తుంది.
కింది ఫార్ములాతో తక్కువ కట్-ఆఫ్ ఫ్రీక్వెన్సీని లెక్కించవచ్చు.

తక్కువ కట్-ఆఫ్ ఫ్రీక్వెన్సీ = 1/2πR1C1.

రెసిస్టర్ మరియు కెపాసిటర్ వంటి విలువలు మనకు తెలుసు; R1 = 150Ω మరియు C1 = 1μF, కాబట్టి పై సమీకరణంలో ఈ విలువలను ప్రత్యామ్నాయం చేయండి మరియు మనం పొందవచ్చు;

దిగువ కట్-ఆఫ్ ఫ్రీక్వెన్సీ = 1/2π(150Ω)*(1μF) => 1061 Hz => 1KHz.

ఈ ఫిల్టర్ 1KHz పైన అన్ని పౌనఃపున్యాలను అనుమతిస్తుంది & కేవలం అన్ని పౌనఃపున్యాలను బ్లాక్ చేస్తుంది లేదా 1KHz లోపు అన్ని పౌనఃపున్యాలను బాగా పెంచుతుంది.

అదేవిధంగా, ఈ సర్క్యూట్ యొక్క రెండవ భాగం LPFను రూపొందించడానికి రెసిస్టర్ R2 & కెపాసిటర్ C2తో కూడి ఉంటుంది. ఈ ఫిల్టర్ కట్-ఆఫ్ పాయింట్ కింద అన్ని ఫ్రీక్వెన్సీలను బ్లాక్ చేస్తుంది.

ఇక్కడ మనకు ఈ ఫిల్టర్ సర్క్యూట్‌లో 10 KHz అధిక కట్-ఆఫ్ ఫ్రీక్వెన్సీ అవసరం, కాబట్టి ఈ సర్క్యూట్ 10 KHz కంటే తక్కువ అన్ని ఫ్రీక్వెన్సీలను పాస్ చేయడానికి అనుమతిస్తుంది మరియు 10 KHz పాయింట్ కంటే ఎక్కువ ఉన్న అన్ని ఫ్రీక్వెన్సీలను బ్లాక్ చేస్తుంది.
అధిక కటాఫ్ ఫ్రీక్వెన్సీని లెక్కించడానికి సూత్రం తక్కువ కట్-ఆఫ్ ఫ్రీక్వెన్సీకి సమానంగా ఉంటుంది, ఫ్రీక్వెన్సీ => 1/2π R2C2

రెసిస్టర్ R2 మరియు కెపాసిటర్ C2 వంటి విలువలు మనకు తెలుసు; R2 = 16KΩ & C2 = 1nF, కాబట్టి పై సమీకరణంలో ఈ రెండు విలువలను ప్రత్యామ్నాయం చేయండి అప్పుడు మనం పొందవచ్చు;

అధిక కటాఫ్ ఫ్రీక్వెన్సీ = 1/2π(16KΩ)*(1nF)= 9952Hz => 10KHz.

అందువల్ల, HPF అన్ని పౌనఃపున్యాలను తక్కువ కట్-ఆఫ్ పాయింట్‌కి పైన అనుమతిస్తుంది అయితే LPF అన్ని ఫ్రీక్వెన్సీలను అధిక కటాఫ్ ఫ్రీక్వెన్సీ కింద అనుమతిస్తుంది. కాబట్టి ఇది బ్యాండ్-పాస్ ఫిల్టర్‌ను సృష్టిస్తుంది, ఇక్కడ ఫిల్టర్‌లో తక్కువ & ఎక్కువ కటాఫ్ ఫ్రీక్వెన్సీల మధ్య పాస్‌బ్యాండ్ ఉంటుంది.

HPF నుండి LPFపై లోడింగ్ ప్రభావాన్ని నివారించడానికి, R2 రెసిస్టర్ విలువ తప్పనిసరిగా R1 రెసిస్టర్ కంటే 10 (లేదా) కంటే తక్కువగా ఉండాలని సిఫార్సు చేయబడింది. ఈ సర్క్యూట్లో, మేము R2 రెసిస్టర్ విలువను 100 రెట్లు ఎక్కువగా చేస్తాము.

పని చేస్తోంది

తక్కువ పాస్ ఫిల్టర్ & ది మధ్య పూర్తి-శక్తి సంకేతాలను అనుమతించడం ద్వారా ఈ సర్క్యూట్ పని చేస్తుంది అధిక పాస్ ఫిల్టర్ ఫ్రీక్వెన్సీలు. తక్కువ-పాస్ ఫిల్టర్ (LPF) 2KHz ఫ్రీక్వెన్సీ కోసం రూపొందించబడినట్లయితే, హై-పాస్ ఫిల్టర్ (HPF) 200Hz ఫ్రీక్వెన్సీ కోసం రూపొందించబడి ఉంటే, అప్పుడు ఈ సర్క్యూట్ 200Hz & 2KHz మధ్య పూర్తి బలం లేదా పూర్తి బలంతో అవుట్‌పుట్ సిగ్నల్‌లను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

ఉత్పత్తి చేయబడిన సిగ్నల్‌లు ఈ శ్రేణి వెలుపల ఉన్నప్పుడు పౌనఃపున్యాలు బాగా అటెన్యూయేట్ చేయబడతాయి, కాబట్టి పాస్ బ్యాండ్‌లోని సిగ్నల్ యొక్క వ్యాప్తితో పోలిస్తే వాటి వ్యాప్తి చాలా తక్కువగా ఉంటుంది. పాస్ బ్యాండ్ అనేది అధిక పాస్ మరియు తక్కువ పాస్‌ల ఫిల్టర్‌ల మధ్య ఉన్న సిగ్నల్‌లను సూచిస్తుంది, ఇవి పూర్తి బలంతో పంపబడతాయి.

ఇక్కడ, పాస్ బ్యాండ్ 200Hz నుండి 2 KHz వరకు ఉంటుంది, ఆపై తక్కువ కటాఫ్ ఫ్రీక్వెన్సీ 200Hz & అధిక కటాఫ్ ఫ్రీక్వెన్సీ 2 KHz. పాస్ బ్యాండ్‌లో, ఈ రెండు ఫ్రీక్వెన్సీలు పాస్‌బ్యాండ్‌లోని రెండు పాయింట్లు, ఇక్కడ వ్యాప్తిలో 3dB డ్రాప్ ఉంటుంది. కాబట్టి ఈ తగ్గుదల 0.707VPEAKకి సమానం.

కింది బ్యాండ్‌పాస్ గ్రాఫ్‌లో, పీక్ యాంప్లిట్యూడ్ (VPEAK) ఉంది. మీరు ఈ రెండు పౌనఃపున్యాలను పొందినప్పుడల్లా ఇక్కడ వ్యాప్తి పడిపోతుంది. ఇది 0.707VPEAKని సాధించిన తర్వాత, ఇది 3dB కటాఫ్ పాయింట్, ఇది సగం గరిష్ట శక్తిని సూచిస్తుంది. 3dB కటాఫ్ పాయింట్ల తర్వాత, వ్యాప్తిలో బాగా తగ్గుదల ఉంది, కాబట్టి కటాఫ్ ఫ్రీక్వెన్సీల వెలుపల ఉన్న పౌనఃపున్యాలు ఎక్కువగా అటెన్యూయేట్ చేయబడతాయి.

ఇక్కడ మనకు రెండు ప్రధాన పౌనఃపున్యాలు ఉన్నాయి; 1 KHz వద్ద తక్కువ కటాఫ్ ఫ్రీక్వెన్సీ & 10 KHz వద్ద ఎక్కువ కటాఫ్ ఫ్రీక్వెన్సీ. కాబట్టి సెంటర్ ఫ్రీక్వెన్సీని ఎక్కువ మరియు తక్కువ కటాఫ్ ఫ్రీక్వెన్సీ మధ్య ఫ్రీక్వెన్సీ అంటారు, ఇది ఫార్ములా √(f1)(f2) => √ (1061)(9952) => 3249 Hz ఉపయోగించి కొలుస్తారు.

ఈ ఫ్రీక్వెన్సీ చుట్టూ ఉన్న అవుట్‌పుట్ సిగ్నల్ పూర్తి బలాన్ని కలిగి ఉంది & దాని అత్యధిక గరిష్ట విలువను కలిగి ఉంది. మనం ఈ ఫ్రీక్వెన్సీకి దగ్గరగా వచ్చినప్పుడు, విలువ వ్యాప్తిలో తగ్గుతుంది లేదా తగ్గుతుంది. కటాఫ్ ఫ్రీక్వెన్సీల వద్ద వ్యాప్తి 0.707VPEAK. ఉదాహరణకు, VPEAK కటాఫ్ పౌనఃపున్యాల వద్ద పీక్ నుండి పీక్ వరకు 10వోల్ట్‌లను కొలిస్తే, అప్పుడు వ్యాప్తి సుమారు 7V ఎందుకంటే 10V * 0.707V => 7V.

నిష్క్రియ బ్యాండ్ పాస్ ఫిల్టర్ యొక్క లాభం

నిష్క్రియ బ్యాండ్ పాస్ ఫిల్టర్ యొక్క లాభం ఎల్లప్పుడూ ఇన్‌పుట్ సిగ్నల్ కంటే తక్కువగా ఉంటుంది, కాబట్టి అవుట్‌పుట్ లాభం ఐక్యత కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. సెంటర్ ఫ్రీక్వెన్సీ వద్ద అవుట్‌పుట్ సిగ్నల్ దశలోనే ఉంటుంది, అయినప్పటికీ సెంటర్ ఫ్రీక్వెన్సీకి దిగువన ఉన్న అవుట్‌పుట్ సిగ్నల్ +90° షిఫ్ట్‌తో ఫేజ్‌ను నడిపిస్తుంది & సెంటర్ ఫ్రీక్వెన్సీకి పైన అవుట్‌పుట్ సిగ్నల్ -90° ఫేజ్ షిఫ్ట్‌లో ఫేజ్‌లో లాగ్ అవుతుంది. మేము రెండు ఫిల్టర్‌ల మధ్య ఎలక్ట్రికల్ ఐసోలేషన్‌ను అందించినప్పుడల్లా, మేము మెరుగైన ఫిల్టర్ పనితీరును పొందవచ్చు.

అప్లికేషన్లు

ది నిష్క్రియ బ్యాండ్‌పాస్ ఫిల్టర్‌ల అప్లికేషన్‌లు కింది వాటిని చేర్చండి.

• నిష్క్రియ బ్యాండ్ పాస్ ఫిల్టర్ నిర్దిష్ట బ్యాండ్ (లేదా) ఫ్రీక్వెన్సీల పరిధిలో ఉండే నిర్దిష్ట పౌనఃపున్యాలను వేరుచేయడానికి లేదా ఫిల్టర్ చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.
• ఈ ఫిల్టర్‌లు ఆడియో యాంప్లిఫైయర్ సర్క్యూట్‌లు లేదా అప్లికేషన్‌లలో ఉపయోగించబడతాయి; ప్రీ-యాంప్లిఫైయర్ టోన్ నియంత్రణలు (లేదా) లౌడ్ స్పీకర్ క్రాస్ఓవర్ ఫిల్టర్లు.
• ఇవి ట్రాన్స్‌మిటర్ & రిసీవర్ సర్క్యూట్‌లకు వర్తిస్తాయి వైర్లెస్ కమ్యూనికేషన్ మధ్యస్థ.

అందువలన, ఇది ఒక నిష్క్రియ యొక్క అవలోకనం బ్యాండ్‌పాస్ ఫిల్టర్, సర్క్యూట్‌లు , పని, మరియు వారి అప్లికేషన్లు. ఈ ఫిల్టర్ HPF మరియు LPF కలయిక మరియు ఇది ఎంపిక ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధిని అనుమతిస్తుంది. ఈ ఫిల్టర్ సర్క్యూట్ విస్తృత & ఇరుకైన ఫ్రీక్వెన్సీల పరిధిని అనుమతిస్తుంది. ఎక్కువ & తక్కువ యొక్క కట్-ఆఫ్ ఫ్రీక్వెన్సీ ప్రధానంగా ఫిల్టర్ డిజైన్‌పై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఇక్కడ మీ కోసం ఒక ప్రశ్న ఉంది, BPF అంటే ఏమిటి?