প্যাসিভ ব্যান্ড পাস ফিল্টার: সার্কিট, কাজ, লাভ এবং এর অ্যাপ্লিকেশন

ফিল্টার সার্কিট ইলেকট্রনিক সার্কিটের মধ্যে ফ্রিকোয়েন্সি ফিল্টার করে। এই সার্কিটগুলি প্রতিরোধক এবং এর সংমিশ্রণ ব্যবহার করে ক্যাপাসিটার তাদের মৌলিক নির্মাণ ব্লক হিসাবে. এই ফিল্টার সার্কিটটি রেকটিফায়ার সার্কিটের পরে পাওয়ার সাপ্লাই ব্লক ডায়াগ্রামে প্রয়োজনীয় কারণ এটি একটি স্পন্দিত এসিকে ডিসি-তে পরিবর্তন করে এবং এটি শুধুমাত্র একটি একক দিকে সরবরাহ করে। একটি ফিল্টার সার্কিট সংশোধিত আউটপুটের মধ্যে উপলব্ধ এসি উপাদানকে বিচ্ছিন্ন করে এবং ডিসি উপাদানটিকে লোডে পৌঁছানোর অনুমতি দেয়। তাদের মধ্যে বিভিন্ন ধরনের ফিল্টার পাওয়া যায় ব্যান্ড পাস ফিল্টার (BPF) এক প্রকার। এই ফিল্টার ফ্রিকোয়েন্সির নির্দিষ্ট পরিসরে ফ্রিকোয়েন্সিগুলিকে অনুমতি দেয় এবং ফ্রিকোয়েন্সি কমিয়ে দেয় যখন এটি সীমার বাইরে থাকে। এইগুলো ফিল্টার বিভিন্ন প্রকারে পাওয়া যায় কিন্তু প্যাসিভ BPF হল এক প্রকার। সুতরাং, এই নিবন্ধটি একটি সম্পর্কে সংক্ষিপ্ত তথ্য প্রদান করে প্যাসিভ ব্যান্ডপাস ফিল্টার , এর কাজ, এবং এর অ্যাপ্লিকেশন।

একটি প্যাসিভ ব্যান্ড পাস ফিল্টার কি?

নিম্ন পাস ফিল্টার এবং উচ্চ পাস ফিল্টার উভয়ের সংমিশ্রণটি প্যাসিভ ব্যান্ড পাস ফিল্টার হিসাবে পরিচিত। এই ধরনের ফিল্টার ফ্রিকোয়েন্সির একটি নির্দিষ্ট ব্যান্ডকে অনুমতি দেয় এবং বাকি সমস্ত ফ্রিকোয়েন্সি ব্লক করে। এটি একটি বৈদ্যুতিক সার্কিট যা শুধুমাত্র R, C এবং L এর মত প্যাসিভ উপাদান ব্যবহার করে। তাই এই ফিল্টারটি LPF এবং HPF এর মত দুটি ফিল্টার ক্যাসকেড করে তৈরি করা হয়। একটি প্যাসিভ ব্যান্ডপাস ফিল্টারের প্রধান ব্যবহার হল একটি অডিও পরিবর্ধক . কখনও কখনও অডিও পরিবর্ধকগুলিতে, আমাদের একটি নির্দিষ্ট ফ্রিকোয়েন্সি পরিসরের প্রয়োজন হয় যা 0 Hz থেকে শুরু হয় না এবং উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি নয়, যদিও আমাদের ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডের একটি নির্দিষ্ট পরিসরের প্রয়োজন হয়, হয় এটি প্রশস্ত বা সংকীর্ণ পরিসর।

প্যাসিভ ব্যান্ড পাস ফিল্টার সার্কিট ডায়াগ্রাম

প্যাসিভ ফিল্টার শুধুমাত্র প্যাসিভ উপাদান ব্যবহার করে যেমন; প্রতিরোধক, প্রবর্তক এবং ক্যাপাসিটার। এইভাবে, প্যাসিভ ব্যান্ডপাস ফিল্টারটি প্যাসিভ উপাদানগুলিও ব্যবহার করতে পারে এবং এটি ব্যবহার করে না কর্মক্ষম পরিবর্ধক পরিবর্ধনের জন্য। একটি সক্রিয় ব্যান্ড পাস ফিল্টারের অনুরূপ পরিবর্ধন অংশটি একটি প্যাসিভ ব্যান্ড পাস ফিল্টারের মধ্যে উপস্থিত নেই। প্যাসিভ ব্যান্ড পাস ফিল্টার সার্কিট ডায়াগ্রামে হাই-পাস এবং লো-পাস ফিল্টার সার্কিটও রয়েছে। সুতরাং সার্কিটের প্রথম অংশটি প্যাসিভ এইচপিএফের জন্য যেখানে সার্কিটের দ্বিতীয় অংশটি প্যাসিভ এলপিএফের জন্য।

প্যাসিভ ব্যান্ড পাস ফিল্টার ডিজাইন

প্যাসিভ ব্যান্ডপাস ফিল্টার ডিজাইন সহজভাবে ব্যবহার করে করা যেতে পারে প্রতিরোধক এবং ক্যাপাসিটার। প্যাসিভ ব্যান্ড পাস ফিল্টার সার্কিটের কোনো শক্তির প্রয়োজন হয় না এবং কোনো সক্রিয় পরিবর্ধনের জন্য ব্যবহার করা হয় না। এই ধরনের ব্যান্ডপাস ফিল্টারগুলি অ্যামপ্লিফিকেশন প্রদানের জন্য একটি সক্রিয় সার্কিট ছাড়াও ব্যবহার করা হয় কিন্তু নিজে থেকে, তারা কোনো পরিবর্ধন প্রদান করে না। এই ফিল্টারগুলি একটি HPF এবং একটি LPF এর সমন্বয়ে ডিজাইন করা হয়েছে৷

এই সার্কিট তৈরির জন্য প্রয়োজনীয় উপাদানগুলির মধ্যে প্রধানত অন্তর্ভুক্ত রয়েছে; ক্যাপাসিটর - 1nF এবং 1μF, প্রতিরোধক - 150Ω এবং 16KΩ। এই সার্কিট তৈরি করার জন্য, এই সার্কিটের শুধুমাত্র প্রতিরোধক এবং ক্যাপাসিটর প্রয়োজন। এই ফিল্টার সার্কিটের জন্য, নির্বাচিত প্রতিরোধক এবং ক্যাপাসিটরের মানগুলির জন্য পাস ব্যান্ডটি 1KHz থেকে 10KHz পর্যন্ত। যদি আমরা এই ফ্রিকোয়েন্সিগুলি পরিবর্তন করি, তাহলে প্রতিরোধক এবং ক্যাপাসিটরের মান পরিবর্তন করতে হবে।

এই সার্কিটের দুটি অংশ যেমন হাই পাস ফিল্টার এবং ক কম পাস ফিল্টার . এই সার্কিটের প্রথম অংশটি R1 এবং C1 দিয়ে HPS গঠন করে। সুতরাং এই ফিল্টারটি কেবলমাত্র সমস্ত ফ্রিকোয়েন্সিগুলিকে অনুমতি দেয় যেখানে এটি মূলত পাস করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। এই ফিল্টার ডিজাইনটি কেবল নিম্ন কাট-অফ ফ্রিকোয়েন্সি পয়েন্ট গঠন করে কিন্তু এই সার্কিটে প্রয়োজনীয় নিম্ন কাটঅফ ফ্রিকোয়েন্সি পয়েন্ট হল 1KHz। সুতরাং, HPF 1KHz এর উপরে ফ্রিকোয়েন্সি অনুমোদন করে।
নিম্নের কাট-অফ ফ্রিকোয়েন্সি নিম্নলিখিত সূত্র দিয়ে গণনা করা যেতে পারে।

নিম্ন কাট-অফ ফ্রিকোয়েন্সি = 1/2πR1C1।

আমরা রোধ এবং ক্যাপাসিটরের মান জানি; R1 = 150Ω এবং C1 = 1μF, তাই উপরের সমীকরণে এই মানগুলি প্রতিস্থাপন করুন এবং আমরা পেতে পারি;

নিম্ন কাট-অফ ফ্রিকোয়েন্সি = 1/2π(150Ω)*(1μF) => 1061 Hz => 1KHz।

এই ফিল্টারটি 1KHz-এর উপরে সমস্ত ফ্রিকোয়েন্সিকে অনুমতি দেয় এবং কেবল সমস্ত ফ্রিকোয়েন্সি ব্লক করে বা 1KHz-এর অধীনে সমস্ত ফ্রিকোয়েন্সি খুব কমিয়ে দেয়।

একইভাবে, এই সার্কিটের দ্বিতীয় অংশটি LPF গঠনের জন্য রোধ R2 এবং ক্যাপাসিটর C2 দ্বারা গঠিত। এই ফিল্টারটি কাট-অফ পয়েন্টের অধীনে সমস্ত ফ্রিকোয়েন্সি ব্লক করে।

এখানে আমাদের এই ফিল্টার সার্কিটের মধ্যে 10 KHz হওয়ার জন্য উচ্চতর কাট-অফ ফ্রিকোয়েন্সি প্রয়োজন, এইভাবে এই সার্কিটটি 10 ​​KHz-এর নীচে সমস্ত ফ্রিকোয়েন্সি পাস করার অনুমতি দেয় এবং 10 KHz পয়েন্টের উপরে সমস্ত ফ্রিকোয়েন্সি ব্লক করে।
উচ্চতর কাটঅফ ফ্রিকোয়েন্সি গণনা করার সূত্রটি নিম্ন কাট-অফ ফ্রিকোয়েন্সি, ফ্রিকোয়েন্সি => 1/2π R2C2 একই

আমরা রোধ R2 এবং ক্যাপাসিটর C2 এর মান জানি; R2 = 16KΩ & C2 = 1nF, তাই উপরের সমীকরণে এই দুটি মান প্রতিস্থাপন করুন তাহলে আমরা পেতে পারি;

উচ্চতর কাটঅফ ফ্রিকোয়েন্সি = 1/2π(16KΩ)*(1nF) = 9952Hz => 10KHz।

এইভাবে, HPF নিম্ন কাট-অফ পয়েন্টের উপরে সমস্ত ফ্রিকোয়েন্সির অনুমতি দেয় যেখানে LPF উচ্চতর কাট-অফ ফ্রিকোয়েন্সির অধীনে সমস্ত ফ্রিকোয়েন্সিকে অনুমতি দেয়। সুতরাং এটি একটি ব্যান্ড-পাস ফিল্টার তৈরি করবে যেখানে ফিল্টারটির নিম্ন এবং উচ্চতর কাটঅফ ফ্রিকোয়েন্সির মধ্যে একটি পাসব্যান্ড রয়েছে।

এইচপিএফ থেকে এলপিএফ-এর উপর লোডিং প্রভাব এড়াতে, এটি সুপারিশ করা হয় যে R2 প্রতিরোধকের মান অবশ্যই R1 প্রতিরোধকের উপরে 10 (বা) এর নিচে হওয়া উচিত। এই সার্কিটে, আমরা R2 প্রতিরোধকের মান 100 গুণ বেশি করে তুলি।

কাজ করছে

এই সার্কিট কম পাস ফিল্টার এবং মধ্যে পূর্ণ-শক্তি সংকেত অনুমতি দিয়ে কাজ করে উচ্চ পাস ফিল্টার ফ্রিকোয়েন্সি যদি লো-পাস ফিল্টার (LPF) 2KHz ফ্রিকোয়েন্সির জন্য ডিজাইন করা হয় যেখানে হাই-পাস ফিল্টার (HPF) 200Hz ফ্রিকোয়েন্সির জন্য ডিজাইন করা হয়, তাহলে এই সার্কিটটি 200Hz এবং 2KHz এর মধ্যে আউটপুট সিগন্যাল তৈরি করে কাছাকাছি পূর্ণ শক্তি বা সম্পূর্ণ শক্তির সাথে।

যখন উত্পন্ন সংকেতগুলি এই সীমার বাইরে থাকে তখন ফ্রিকোয়েন্সিগুলি ব্যাপকভাবে হ্রাস পায়, এইভাবে তাদের প্রশস্ততা পাস ব্যান্ডের মধ্যে সংকেতের প্রশস্ততার তুলনায় খুব কম। পাস ব্যান্ড উচ্চ পাস এবং নিম্ন পাস ফিল্টারগুলির মধ্যে থাকা সংকেতগুলিকে বোঝায় যা পুরো শক্তি জুড়ে পাস করা হয়।

এখানে, পাস ব্যান্ড হল 200Hz থেকে 2 KHz তারপর কম কাটঅফ ফ্রিকোয়েন্সি হল 200Hz এবং হাই কাটঅফ ফ্রিকোয়েন্সি হল 2 KHz৷ পাস ব্যান্ডে, এই দুটি ফ্রিকোয়েন্সি হল পাসব্যান্ডের মধ্যে দুটি বিন্দু যেখানে প্রশস্ততার মধ্যে একটি 3dB ড্রপ রয়েছে। সুতরাং এই ড্রপটি 0.707VPEAK এর সমতুল্য।

নিম্নলিখিত ব্যান্ডপাস গ্রাফে, পিক প্রশস্ততা (VPEAK) আছে। এখানে যখনই আপনি এই দুটি ফ্রিকোয়েন্সি পাবেন তখনই প্রশস্ততা কমে যাবে। একবার এটি 0.707VPEAK অর্জন করলে, এটি হল 3dB কাটঅফ পয়েন্ট যা অর্ধেক সর্বোচ্চ শক্তি নির্দেশ করে। 3dB কাটঅফ পয়েন্টের পরে, প্রশস্ততায় একটি খাড়া ড্রপ রয়েছে, এইভাবে কাটঅফ ফ্রিকোয়েন্সিগুলির বাইরের ফ্রিকোয়েন্সিগুলি অত্যন্ত ক্ষয়প্রাপ্ত হয়।

এখানে আমাদের দুটি প্রধান ফ্রিকোয়েন্সি আছে; নিম্ন কাটঅফ ফ্রিকোয়েন্সি 1 KHz এ এবং উচ্চতর কাটঅফ ফ্রিকোয়েন্সি 10 KHz এ। তাই কেন্দ্রের ফ্রিকোয়েন্সি উচ্চ এবং নিম্ন কাটঅফ ফ্রিকোয়েন্সির মধ্যে ফ্রিকোয়েন্সি হিসাবে পরিচিত যা সূত্র √(f1)(f2) => √ (1061)(9952) => 3249 Hz ব্যবহার করে পরিমাপ করা হয়।

এই ফ্রিকোয়েন্সির চারপাশে আউটপুট সিগন্যালের পূর্ণ শক্তি রয়েছে এবং এটি সর্বোচ্চ সর্বোচ্চ মানের। যখন আমরা এই ফ্রিকোয়েন্সির কাছাকাছি পৌঁছাই, তখন মানটি প্রশস্ততার মধ্যে হ্রাস বা হ্রাস পাবে। কাটঅফ ফ্রিকোয়েন্সিতে প্রশস্ততা হল 0.707VPEAK। উদাহরণস্বরূপ, যদি VPEAK কাটঅফ ফ্রিকোয়েন্সিতে পিক থেকে পিক পর্যন্ত 10 ভোল্ট পরিমাপ করে, তাহলে প্রশস্ততা প্রায় 7V হয় কারণ 10V * 0.707V => 7V।

প্যাসিভ ব্যান্ড পাস ফিল্টার লাভ

প্যাসিভ ব্যান্ড পাস ফিল্টারের লাভ সর্বদা ইনপুট সিগন্যালের নীচে থাকে, তাই আউটপুট লাভ একতার চেয়ে কম। কেন্দ্র ফ্রিকোয়েন্সির আউটপুট সিগন্যালটি ফেজের মধ্যে, যদিও কেন্দ্র ফ্রিকোয়েন্সির নীচের আউটপুট সংকেতটি +90° শিফটের সাথে ফেজকে নিয়ে যায় এবং কেন্দ্র ফ্রিকোয়েন্সির উপরে আউটপুট সংকেতটি -90° ফেজ শিফটের মাধ্যমে ফেজের মধ্যে পিছিয়ে যাবে। যখনই আমরা দুটি ফিল্টারের মধ্যে বৈদ্যুতিক বিচ্ছিন্নতা প্রদান করি তখন আমরা আরও ভাল ফিল্টার কর্মক্ষমতা পেতে পারি।

অ্যাপ্লিকেশন

দ্য প্যাসিভ ব্যান্ডপাস ফিল্টারের অ্যাপ্লিকেশন নিম্নলিখিত অন্তর্ভুক্ত.

• প্যাসিভ ব্যান্ড পাস ফিল্টার একটি নির্দিষ্ট ব্যান্ড (বা) ফ্রিকোয়েন্সি পরিসরে থাকা নির্দিষ্ট ফ্রিকোয়েন্সিগুলিকে বিচ্ছিন্ন বা ফিল্টার করার জন্য ব্যবহৃত হয়।
• এই ফিল্টারগুলি অডিও এমপ্লিফায়ার সার্কিট বা অ্যাপ্লিকেশনগুলির মধ্যে ব্যবহার করা হয়; প্রি-এম্প্লিফায়ার টোন নিয়ন্ত্রণ (বা) লাউডস্পিকার ক্রসওভার ফিল্টার।
• এই ট্রান্সমিটার এবং রিসিভার সার্কিট মধ্যে প্রযোজ্য তারবিহীন যোগাযোগ মধ্যম.

সুতরাং, এটি একটি প্যাসিভ একটি ওভারভিউ ব্যান্ডপাস ফিল্টার, সার্কিট , কাজ, এবং তাদের অ্যাপ্লিকেশন. এই ফিল্টারটি এইচপিএফ এবং এলপিএফের সংমিশ্রণ এবং এটি একটি নির্বাচনী ফ্রিকোয়েন্সি পরিসরের অনুমতি দেয়। এই ফিল্টার সার্কিট ফ্রিকোয়েন্সি একটি বিস্তৃত এবং সংকীর্ণ পরিসীমা অনুমতি দেয়. উচ্চ এবং নিম্নের কাট-অফ ফ্রিকোয়েন্সি প্রধানত ফিল্টার ডিজাইনের উপর নির্ভর করে। এখানে আপনার জন্য একটি প্রশ্ন, BPF কি?