Configuración de ancho de banda de frecuencia y señal de entrada para el circuito de filtro de paso de banda

En general, colocaría una fuente de voltaje \ $ V_ {in} \ $ en sus entradas y analizaría la red hasta que encuentre un término complejo para el voltaje de salida en \ $ C_2 \ $ dependiendo de la entrada la frecuencia (circular) del voltaje \ $ \ omega \ $.

Luego agrega su comportamiento de filtrado de destino y encuentra soluciones óptimas para los valores de los componentes. Es un problema de optimización, al final.

Sin embargo, en su caso específico, primero reduciría a la primera o la segunda etapa primero, y derivaría el comportamiento de frecuencia de eso. O bien, búsquelo en la literatura RLC común y en calculadoras en línea . Normalmente, no querrá que la R esté entre la L y la C, porque eso reduce el factor de calidad de su filtro (su idea de anti-oscilación aún se aplica, pero no de esa manera).

Encontrará que un filtro RLC de una sola etapa no le brinda muchos grados de libertad: básicamente, puede seleccionar la frecuencia central y el ancho de una banda de paso, pero en números aproximados, la función de transferencia siempre disminuirá " "con 20 dB / década, así que con dos etapas, estaría muy contento de obtener una atenuación de 40 dB a diez veces la frecuencia de la esquina superior . En la práctica, las cosas suelen ser incluso peores.

Para un filtrado serio, optaría por filtros de escalera LC (que pueden volverse difíciles de manejar para las frecuencias de audio) o por filtros activos (consulte la herramienta de diseño de filtros del sitio web de analog.com;)) . O simplemente digitalice el audio y realice el procesamiento de la señal en el software: las tasas de muestreo de audio realmente no son un desafío para el hardware de computación moderno, y si la latencia no le preocupa, cualquier tarjeta de sonido USB de un par de euros con un filtro implementado digitalmente supera el comportamiento de frecuencia de un filtro analógico que no fue diseñado sin muchas pruebas, errores, mejoras y revisiones costosas.

  

¿Cómo configuro y configuro el ancho de banda de frecuencia que deseo el filtro?   para enviar a un dispositivo?

Tiene 2 etapas de filtro pasivo en cascada y, si no las diseña con cuidado, obtendrá interacción entre las etapas y, potencialmente, un resultado decepcionante. Para la etapa de paso alto, use una herramienta como la que se muestra a continuación para experimentar con los valores: -

R=40ohm,L=10mHyC=1uFdaunafrecuenciadecortedeaproximadamente500Hz:-

Filtro interactivo HPF .

Como puede ver, hay una respuesta de frecuencia bastante plana por encima de 500 Hz (el punto de -3 dB) y muy poco pico (alrededor de 0.18 dB) y, veo por sus comentarios que entiende acerca de mantener un valor razonable de resistencia para evitar el timbre excesivo. La respuesta al escalón en la mitad inferior de la imagen de arriba tampoco es excesiva.

He elegido componentes particularmente de "alto valor" en el filtro de paso alto anterior porque quiero que el siguiente filtro de paso bajo no pueda cargar significativamente el HPF. Pero tenga en cuenta esto; en la resonancia, el circuito anterior tendrá una impedancia de entrada que es puramente de 40 ohmios y, para muchos, muchos diseños es demasiado bajo. Para algo como una red cruzada para un orador, está bien, por supuesto.

El filtro de paso bajo (destinado a 10 kHz) se muestra a continuación y sus valores se eligen de manera que solo carguen ligeramente el HPF frontal: -

R=400ohm,L=5mHyC=50nFparadarunafrecuenciadecortedeaproximadamente10kHz:-

Filtro interactivo LPF .

En la resonancia, la impedancia de entrada es aproximadamente diez veces mayor que la del filtro de paso alto, por lo que los efectos de carga no serán extremos. Juegue con los valores que se ajusten a sus requisitos de ancho de banda requeridos, pero tenga en cuenta que a medida que haga que sus dos frecuencias de corte sean más similares, obtendrá las interacciones adicionales que se resuelven mejor utilizando un simulador de circuito como micro-cap o LTSpice.