Was sind Bandpassfilter?
Geräte, die ein Signal akzeptieren, jedoch nur bestimmte Frequenzen innerhalb dieser Signale durchlassen und alle anderen blockieren, werden als Bandpassfilter bezeichnet. Einige dieser Filter sind elektronisch und können in Audiogeräten, Funkgeräten oder anderen Schaltungstypen verwendet werden. Andere sind optisch und lassen nur bestimmte Wellenlängen oder Frequenzen des Lichts durch.
Ein Bandpassfilter besteht aus zwei zusammengesetzten Filtern: einem Hochpassfilter, der Frequenzen über einer bestimmten Schwelle passieren lässt, und einem Tiefpassfilter, der Frequenzen unter einer bestimmten Schwelle passieren lässt. Ein gutes Beispiel für ein Bandpassfilter ist ein Audiofilter, der nur Frequenzen zwischen 20 und 20.000 Hertz durchlässt, da diese den typischen Bereich des menschlichen Gehörs darstellen. Dieses Filter würde ein 20.000-Hertz-Tiefpassfilter mit einem 20-Hertz-Hochpassfilter kombinieren, um dies zu erreichen.
Elektronische Bandpassfilter können in einen IC-Chip (Integrated Circuit) eingebaut werden oder können aus Widerständen und entweder Kondensatoren oder Induktivitäten bestehen, obwohl Kondensatoren im Allgemeinen bevorzugt werden. Durch Ändern der Widerstandswerte der Widerstände und der Kapazitätsbewertung der Kondensatoren kann die effektive Fläche des Filters geändert werden. Bei vielen Filtern werden variable Widerstände verwendet, damit der Benutzer ihre effektive Fläche leicht ändern kann, sodass sie bei geringfügigen Änderungen nicht neu aufgebaut werden müssen.
Eine der wichtigsten Herausforderungen beim Filterdesign besteht darin, dass die meisten Bandpassfilter einen allmählichen Effekt haben. Im obigen Beispiel würde der Filter nicht alle Frequenzen unter 20 Hertz und über 20.000 Hertz eliminieren, sondern stattdessen ihre Größe allmählich verringern. Die allmähliche Wirkung des Filters kann durch eine kompliziertere Struktur unter Verwendung zusätzlicher Teile modifiziert werden.
Bandpassfilter werden auch in der Welt der Optik verwendet, obwohl sie nicht nur bestimmte Signalfrequenzen durchlassen, sondern nur bestimmte Lichtwellenlängen durchlassen. Ein Beispiel ist eine rot-blaue Anaglyphen-3D-Brille. Die rote Linse ist ein Bandpassfilter, der den Durchgang des roten Lichtbands und die blaue Linse nur den Durchgang des blauen Lichtbands ermöglicht. Astronomen verwenden zum Beispiel auch Bandpassfilter, um nur ultraviolettes oder infrarotes Licht zu betrachten, das von fernen Sternen und Galaxien ausgestrahlt wird, um den Kosmos besser zu verstehen.