Mitä ovat kaistanpäästösuodattimet?

Laitteita, jotka hyväksyvät signaalin, mutta sallivat vain tiettyjen näiden signaalien taajuuksien kulkea, estäen kaikki muut, kutsutaan kaistanpäästösuodattimiksi. Jotkut näistä suodattimista ovat elektronisia, ja niitä voidaan käyttää äänilaitteissa, radiolaitteissa tai muissa piireissä. Toiset ovat optisia ja sallivat vain tiettyjen valon aallonpituuksien tai taajuuksien kulkevan läpi.

Kaistanpäästösuodatin koostuu kahdesta suodattimesta: ylipäästösuodatin, joka päästää tietyn kynnyksen yläpuolella olevat taajuudet läpi, ja alipäästösuodatin, joka sallii tietyn kynnyksen alapuolella olevat taajuudet. Äänisuodatin, joka sallii vain 20–20,000 20,000 hertsin taajuudet, koska ne edustavat tyypillistä ihmisen kuuloa, on hyvä esimerkki kaistanpäästösuodattimesta. Tämä suodatin yhdistää 20 XNUMX hertsin alipäästösuodattimen XNUMX hertsin ylipäästösuodattimeen tämän saavuttamiseksi.

Elektroniset kaistanpäästösuodattimet voidaan laittaa integroidun piirin (IC) sirulle tai ne voidaan valmistaa vastuksista ja joko kondensaattoreista tai induktorista, vaikka kondensaattorit ovat yleensä edullisia. Muuttamalla vastuksen vastusarvoja ja kondensaattoreiden kapasitanssiluokitusta suodattimen tehollinen pinta -ala voidaan muuttaa. Monet suodattimet käyttävät muuttuvia vastuksia, jotta käyttäjä voi helposti muuttaa tehokkaan alueensa, jolloin niitä ei tarvitse rakentaa uudelleen pieniä muutoksia varten.

Yksi suodattimien suunnittelun keskeisistä haasteista on se, että useimmat kaistanpäästösuodattimet vaikuttavat asteittain. Yllä olevassa esimerkissä suodatin ei poistaisi kaikkia taajuuksia, jotka ovat alle 20 hertsin ja yli 20,000 XNUMX hertsin, vaan pikemminkin pienentäisi niiden kokoa. Suodattimen asteittaista vaikutusta voidaan muuttaa monimutkaisemmalla rakenteella käyttämällä lisäosia.

Kaistanpäästösuodattimia käytetään myös optiikan maailmassa, vaikka ne eivät salli vain tiettyjä signaalin taajuuksia, vaan sallivat vain tietyt valon aallonpituudet. Esimerkki on pari anaglyfisia puna-sinisiä 3D-laseja. Punainen linssi on kaistanpäästösuodatin, joka päästää punaisen valon vyöhykkeen ja sininen linssi vain sinisen valon. Tähtitieteilijät käyttävät myös kaistanpäästösuodattimia esimerkiksi katsoakseen vain etäisten tähtien ja galaksien lähettämää ultravioletti- tai infrapunavaloa ymmärtääkseen paremmin maailmaa.