主動與被動濾波器

帶通濾波器

帶通濾波器像個門房,只放行你選定的一段頻率,把高於和低於它的全部擋在外面。調收音機就是經典例子:從整個擁擠的頻譜中,你只保留某一電台的窄頻段,拒絕其餘。它就像頻率軸上的一扇窗,中間打開、兩側關閉。

你可以把一個高通和一個低通串起來做出帶通:高通去掉低於其截止頻率 f_low 的一切,低通去掉高於其截止頻率 f_high 的一切,存活下來的就是兩者之間的那一段。兩個截止頻率是頻帶邊緣(各自是 -3 dB 點),中間是中心頻率 f_0,寬度 f_high 減 f_low 是頻寬。銳利程度用 Q = f_0 / 頻寬 描述:高 Q 的帶通又窄又有選擇性,低 Q 的又寬又溫和。例如一個從 300 Hz 到 3.4 kHz 的帶通,讓電話品質的語音通過、拒絕其餘。

帶通濾波器從眾多訊號中挑出一個:把接收機調到某一頻道、把已知頻率的感測器訊號從到處都是的雜訊中分離出來,或在等化器裡塑造單一頻段。誠實的提醒是:用被動元件做的窄而高 Q 的帶通損耗大且會鳴震,中心頻率還會隨元件公差漂移,所以要又銳又穩的頻帶,工程師會改用主動式或狀態變數設計。

電話音訊用的帶通大約是 300 Hz 到 3.4 kHz。低於 300 Hz 它拒絕市電哼聲與低頻轟鳴;高於 3.4 kHz 它拒絕嘶聲並節省頻寬。中心約在 1 kHz,Q 不高、約為 1,所以是一道寬而緩的頻帶,足以聽清楚說話。

帶通保留一扇頻率視窗、拒絕兩端,就像電話的語音頻段。

高 Q(窄)的帶通光用被動元件很難做好:損耗大、會鳴震,中心頻率還隨公差漂移。要又銳又穩的窄頻帶,通常需要主動式或狀態變數濾波器。

又称
BPFband pass帶通