Bộ lọc thông dải thụ độngcó thể được tạo ra bằng cách kết nối bộ lọc thông thấp với bộ lọc thông cao.
Bộ lọc thông dải thụ động có thể được sử dụng để cách ly hoặc lọc bỏ các tần số nhất định nằm trong một dải tần số cụ thể. Tần số cắt hay điểm ƒc trong bộ lọc thụ động RC đơn giản có thể được điều khiển chính xác chỉ bằng một điện trở mắc nối tiếp với một tụ điện không phân cực, và tùy thuộc vào cách mắc nối tiếp, ta có thể thu được bộ lọc thông thấp hoặc bộ lọc thông cao.
Một ứng dụng đơn giản của các loại bộ lọc thụ động này là trong các ứng dụng hoặc mạch khuếch đại âm thanh, chẳng hạn như trong bộ lọc phân tần loa hoặc bộ điều khiển âm sắc tiền khuếch đại. Đôi khi, cần chỉ cho phép một dải tần số nhất định đi qua, những tần số này không bắt đầu từ 0Hz (DC) hoặc kết thúc ở một điểm tần số cao nào đó, mà nằm trong một dải tần số nhất định, hẹp hoặc rộng.
Bằng cách kết nối hoặc "ghép nối" một mạch lọc thông thấp với một mạch lọc thông cao, ta có thể tạo ra một loại bộ lọc RC thụ động khác, cho phép một dải tần số được chọn đi qua, có thể hẹp hoặc rộng, đồng thời làm suy giảm tất cả các tần số nằm ngoài dải này. Loại mạch lọc thụ động mới này tạo ra một bộ lọc chọn lọc tần số, thường được gọi là bộ lọc thông dải hoặc viết tắt là BPF.
Không giống như bộ lọc thông thấp chỉ cho phép tín hiệu ở dải tần thấp đi qua, hoặc bộ lọc thông cao cho phép tín hiệu ở dải tần cao hơn đi qua, bộ lọc thông dải cho phép tín hiệu đi qua một “dải” hoặc “phạm vi” tần số nhất định mà không làm biến dạng tín hiệu đầu vào hoặc tạo thêm nhiễu. Dải tần số này có thể có bất kỳ độ rộng nào và thường được gọi là băng thông của bộ lọc.
Băng thông thường được định nghĩa là dải tần số tồn tại giữa hai điểm cắt tần số xác định (ƒc), thấp hơn 3dB so với điểm trung tâm hoặc đỉnh cộng hưởng tối đa, đồng thời làm suy giảm hoặc làm yếu các tần số khác nằm ngoài hai điểm này.
Đối với các tần số trải rộng, ta có thể định nghĩa đơn giản thuật ngữ “băng thông”, BW là hiệu số giữa tần số cắt dưới (ƒcLOWER) và tần số cắt trên (ƒcHIGHER). Nói cách khác, BW = ƒH – ƒL. Rõ ràng, để bộ lọc thông dải hoạt động chính xác, tần số cắt của bộ lọc thông thấp phải cao hơn tần số cắt của bộ lọc thông cao.
Bộ lọc thông dải “lý tưởng” cũng có thể được sử dụng để cô lập hoặc lọc bỏ các tần số nhất định nằm trong một dải tần số cụ thể, ví dụ như khử nhiễu. Bộ lọc thông dải thường được gọi là bộ lọc bậc hai (hai cực) vì chúng có “hai” thành phần phản kháng, tức là các tụ điện, trong thiết kế mạch của chúng. Một tụ điện trong mạch thông thấp và một tụ điện khác trong mạch thông cao.
Đồ thị Bode hay đường cong đáp ứng tần số ở trên thể hiện đặc tính của bộ lọc thông dải. Ở đây, tín hiệu bị suy giảm ở tần số thấp trong khi tín hiệu đầu ra tăng với độ dốc +20dB/thập kỷ (6dB/quãng tám) cho đến khi tần số đạt đến điểm "cắt dưới" ƒL. Ở tần số này, điện áp đầu ra lại bằng 1/√2 = 70,7% giá trị tín hiệu đầu vào hoặc -3dB (20*log(VOUT/VIN)) so với tín hiệu đầu vào.
Tín hiệu đầu ra tiếp tục duy trì ở mức khuếch đại tối đa cho đến khi đạt đến điểm "cắt trên" ƒH, tại đó tín hiệu đầu ra giảm với tốc độ -20dB/thập kỷ (6dB/octave), làm suy giảm mọi tín hiệu tần số cao. Điểm khuếch đại đầu ra tối đa thường là trung bình hình học của hai giá trị -3dB giữa điểm cắt dưới và điểm cắt trên, và được gọi là giá trị "Tần số trung tâm" hoặc "Đỉnh cộng hưởng" ƒr. Giá trị trung bình hình học này được tính bằng công thức ƒr² = ƒ(TRÊN) x ƒ(DƯỚI).
Abộ lọc thông dảiBộ lọc này được coi là bộ lọc bậc hai (hai cực) vì nó có “hai” thành phần phản kháng trong cấu trúc mạch, do đó góc pha sẽ gấp đôi so với các bộ lọc bậc nhất đã thấy trước đó, tức là 180°. Góc pha của tín hiệu đầu ra DẪN trước tín hiệu đầu vào +90° cho đến tần số trung tâm hoặc tần số cộng hưởng, tại điểm mà nó trở thành “không” độ (0°) hoặc “đồng pha”, và sau đó thay đổi thành TRỄ pha so với tín hiệu đầu vào -90° khi tần số đầu ra tăng lên.
Các điểm tần số cắt trên và dưới của bộ lọc thông dải có thể được tìm thấy bằng cùng một công thức như đối với cả bộ lọc thông thấp và thông cao. Ví dụ:
Các thiết bị được trang bị tiêu chuẩn với đầu nối SMA hoặc N cái, hoặc đầu nối 2,92mm, 2,40mm và 1,85mm dành cho các linh kiện tần số cao.
Chúng tôi cũng có thể tùy chỉnh bộ lọc thông dải theo yêu cầu của bạn. Bạn có thể truy cập trang tùy chỉnh để cung cấp các thông số kỹ thuật cần thiết.
Thời gian đăng bài: 06/09/2022
