Co to są filtry pasmowo-przepustowe?
Urządzenia, które akceptują sygnał, ale przepuszczają tylko określone częstotliwości w obrębie tych sygnałów, blokując wszystkie pozostałe, nazywane są filtrami pasmowo-przepustowymi. Niektóre z tych filtrów są elektroniczne i mogą być stosowane w sprzęcie audio, sprzęcie radiowym lub innych rodzajach obwodów. Inne są optyczne i przepuszczają tylko określone długości fali lub częstotliwości światła.
Filtr pasmowo-przepustowy składa się z dwóch połączonych filtrów: filtra górnoprzepustowego, który przepuszcza częstotliwości powyżej określonego progu, oraz filtra dolnoprzepustowego, który przepuszcza częstotliwości poniżej określonego progu. Filtr audio, który przepuszcza jedynie częstotliwości od 20 do 20 000 herców, ponieważ reprezentują one typowy zakres ludzkiego słuchu, jest dobrym przykładem filtra pasmowo-przepustowego. Filtr ten połączyłby filtr dolnoprzepustowy 20 000 herców z filtrem górnoprzepustowym 20 herców, aby to osiągnąć.
Elektroniczne filtry pasmowo-przepustowe mogą być umieszczone w układzie scalonym (IC) lub mogą być wykonane z rezystorów i kondensatorów lub cewek, chociaż generalnie preferowane są kondensatory. Zmieniając wartości rezystancji rezystorów i pojemność kondensatorów, można zmienić efektywny obszar filtra. Wiele filtrów wykorzystuje rezystory zmienne, aby użytkownik mógł łatwo zmienić ich efektywny obszar, eliminując potrzebę ich odbudowywania w celu drobnych poprawek.
Jednym z kluczowych wyzwań w projektowaniu filtrów jest to, że większość filtrów pasmowo-przepustowych ma stopniowy efekt. Biorąc powyższy przykład, filtr nie wyeliminuje wszystkich częstotliwości poniżej 20 herców i powyżej 20 000 herców, ale zamiast tego stopniowo zmniejszy ich wielkość. Stopniowy efekt filtra można modyfikować za pomocą bardziej skomplikowanej struktury, stosując dodatkowe części.
Filtry pasmowo-przepustowe są również stosowane w świecie optyki, chociaż zamiast przepuszczać tylko określone częstotliwości sygnału, przepuszczają tylko określone długości fali światła. Przykładem jest para anaglifowych czerwono-niebieskich okularów 3D. Czerwona soczewka jest filtrem pasmowo-przepustowym, który przepuszcza czerwone pasmo światła, a niebieska soczewka przepuszcza tylko niebieskie pasmo światła. Astronomowie używają również filtrów pasmowo-przepustowych, na przykład, aby patrzeć tylko na światło ultrafioletowe lub podczerwone emitowane z odległych gwiazd i galaktyk, aby lepiej zrozumieć kosmos.