Bandstopfilters: Ontwerp, Twin-T Implementatie en Kerfrequentie Analyse

Hoe een Bandstop (Kerf) Filter te Bouwen

Bandstop-, of kerffilters, dempen signalen binnen een gespecificeerd frequentieband terwijl ze alle lagere en hogere frequenties laten doorlaten. De meest voorkomende topologie koppelt een laagdoorlaat- en een hoogdoorlaatsectie in parallel, wat de serieverbinding van banddoorlaatcircuits spiegelt.

Hieronder volgt een systeemblokdiagram dat de parallelle rangschikking illustreert:

Systeemblokdiagram van een bandstopfilter.

Twin-T Bandstopfilter

Een van de meest gebruikte passieve ontwerpen is het Twin-T-filter, dat twee "T"-netwerken gebruikt:

• De laagdoorlaat-tak bestaat uit weerstanden R₁ en R₂ met condensator C₁.
• De hoogdoorlaat-tak bestaat uit condensators C₂ en C₃ met weerstand R₃.

Wanneer de componentverhoudingen de volgende relaties voldoen, levert het filter een scherpe, symmetrische afwijzingsband:

Kerfrequentie

Met de bovenstaande verhoudingen is de frequentie waarop de maximale demping optreedt—de kerfrequentie—gegeven door:

Hieronder volgt een SPICE-simulatie die de filterrespons demonstreert. De AC-sweep toont een diepe dempingsdip op de berekende kerfrequentie.

twin-t bandstopfilter
v1 1 0 ac 1 sin
r1 1 2 200
c1 2 0 2u
r2 2 3 200
c2 1 4 1u
r3 4 0 100
c3 4 3 1u
rload 3 0 1k
.ac lin 20 200 1.5k
.plot ac v(3)
.end

Respons van het Twin-T bandstopfilter.

Belangrijkste Inzichten

• Een bandstopfilter wijst frequenties binnen een gedefinieerde band af, laat alle andere door.
• Parallelle laagdoorlaat- en hoogdoorlaat "T"-netwerken creëren de klassieke Twin-T-topologie.
• Het diepste dempingspunt heet de kerfrequentie en kan berekend worden uit de componentverhoudingen.

Gerelateerde Bronnen

• Passieve Filterschakelingen Werkblad