Что такое полосовые фильтры?

Устройства, которые принимают сигнал, но пропускают только определенные частоты в этих сигналах, блокируя все остальные, называются полосовыми фильтрами. Некоторые из этих фильтров являются электронными и могут использоваться в аудиооборудовании, радиооборудовании или других типах схем. Другие являются оптическими и пропускают только определенные длины волн или частоты света.

Полосовой фильтр состоит из двух фильтров, соединенных вместе: фильтра верхних частот, который пропускает частоты выше определенного порога, и фильтра нижних частот, пропускающего частоты ниже определенного порога. Аудиофильтр, который пропускает только частоты от 20 до 20000 Гц, поскольку они представляют типичный диапазон человеческого слуха, является хорошим примером полосового фильтра. Этот фильтр будет сочетать фильтр нижних частот 20 000 Гц с фильтром верхних частот 20 Гц для достижения этой цели.

Электронные полосовые фильтры могут быть встроены в микросхему интегральной схемы (IC) или могут быть изготовлены из резисторов и конденсаторов или катушек индуктивности, хотя обычно предпочтительны конденсаторы. Изменяя значения сопротивления резисторов и номинальную емкость конденсаторов, можно изменить эффективную площадь фильтра. Многие фильтры используют переменные резисторы, чтобы пользователь мог легко изменять их эффективную площадь, что устраняет необходимость их перестройки для незначительных изменений.

Одна из ключевых проблем в конструкции фильтров заключается в том, что большинство полосовых фильтров имеют постепенный эффект. Если взять приведенный выше пример, фильтр не устранит все частоты ниже 20 герц и выше 20 000 герц, но вместо этого постепенно уменьшит их размер. Постепенный эффект фильтра может быть изменен более сложной структурой, используя дополнительные детали.

Полосовые фильтры также используются в мире оптики, хотя вместо пропускания определенных частот сигнала они пропускают только определенные длины волн света. Примером является пара анаглифных красно-синих 3D-очков. Красная линза - это полосовой фильтр, который пропускает красную полосу света, а синяя линза пропускает только синюю полосу света. Астрономы также используют полосовые фильтры, например, чтобы смотреть только на ультрафиолетовый или инфракрасный свет, излучаемый отдаленными звездами и галактиками, чтобы лучше понять космос.