تعریف پیکربندی فیلترهای میان نگذر معمولی

پیکربندی فیلترهای میان نگذر معمولی:
راه های مختلفی برای طراحی یک فیلتر میان نگذر وجود دارد، اما همه این روش ها در نهایت نتیجه یکسانی را خواهند داشت.

در حالت کلی یک فیلتر میان گذر با استفاده از ترکیب یک فیلتر پایین گذر یا LPF به صورت سری با یک فیلتر بالا گذر یا HPF ساخته می شود.

اما فیلترهای میان نگذر از ترکیب فیلتر بالا گذر و فیلتر پایین گذر در پیکربندی موازی ایجاد می شوند. در تصویر زیر نمایی از یک پیکربندی معمولی برای فیلتر میان نگذر نشان داده شده است.

توجه کنید که در یک فیلتر میان نگذر، جمع کردن یک فیلتر پایین گذر با یک فیلتر بالا گذر به این معنی است که بر خلاف فیلتر میان گذر، پاسخ فرکانسی آن ها نباید با یکدیگر «همپوشانی» (Overlap) داشته باشد.

این مشخصه به دلیل این واقعیت است که فرکانس های شروع و پایان این دو فیلتر در دو نقطه فرکانسی متمایز از یکدیگر قرار گرفته است.

به عنوان مثال فرض کنید یک فیلتر پایین گذر مرتبه اول با فرکانس قطع fL=200HZ را به صورت موازی به یک فیلتر بالا گذر مرتبه اول با فرکانس قطع fH=800HZ متصل کنیم.

به دلیل این که این دو فیلتر به صورت موازی به همدیگر متصل شده اند، در نتیجه همانند شکل فوق، سیگنال ورودی به صورت همزمان به هر دو فیلتر اعمال می شود.

تمام فرکانس های ورودی که زیر 200 هرتز باشند، توسط فیلتر پایین گذر و بدون هیچ تضعیفی به سمت خروجی عبور داده می شوند.

به طریق مشابه، تمام فرکانس های ورودی بزرگ تر از 800 هرتز توسط فیلتر بالا گذر بدون تضعیف در خروجی قابل دریافت هستند.

با این حال، تمام فرکانس های ورودی بین این دو فرکانس قطع 200 هرتز و 800 هرتز (فرکانس قطع پایین و فرکانس قطع بالا) توسط هر دو فیلتر حذف می شوند و یک شکاف در پاسخ خروجی فیلتر به وجود می آید.

به عبارت دیگر، یک سیگنال با فرکانس کوچک تر از 200 هرتز یا بزرگ تر از 800 هرتز به سادگی و بدون هیچ تغییری از فیلتر عبور می کند، اما یک سیگنال با فرکانس فرضا 500 هرتز توسط فیلتر مسدود می شود؛ زیرا این فرکانس برای عبور از فیلتر پایین گذر بسیار کوچک است و از طرف دیگر برای عبور از فیلتر بالا گذر نیز بسیار بزرگ محسوب می شود.

تأثیر این مشخصه فرکانسی در نمودارهای تصویر زیر نشان داده شده است.