Confuso sobre frequência e largura de banda no filtro BP?

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Estou tentando criar um filtro passa-banda simples e estou confuso quanto à minha frequência central e largura de banda.

Eu tenho uma onda quadrada de 1 MHz com ciclo de trabalho de 20%, então o sinal é ativado por 200nseg e desativado por 800nsec. Eu tenho um tempo de subida e queda de 10nsec.

O filtro desejado está passando esse sinal e eliminando todo o ruído. Se meu filtro passa-banda centrado em torno de 1 MHz, qual deve ser a largura para que eu possa manter um tempo de subida decente. De acordo com a relação entre o tempo de subida e a largura de banda (0,34 = tr * BW), minha largura de banda de sinal para observar o tempo de subida de 10 segundos é 34MHz. Se meu filtro for 1MHz +/- 5KHz, eu perderia a granularidade do tempo de subida (pelo menos é o que eu acho, já que a FFT dessa borda afiada estará em frequências mais altas e será cortada)

Pergunta bônus: Como posso projetar um filtro BP que ainda permita subidas e descidas acentuadas e estreite em torno de 1 MHz?

Ktc
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Resposta de bônus :-) - Resposta de Cauer ou Chebyshev (ou outras).
Russell McMahon
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Em que domínio você está realizando este projeto - Deseja componentes passivos, amplificadores operacionais ou filtragem digital?
Kevin Vermeer
Filtro ativo ou passivo. Não digital.
Ktc

Respostas:

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Para responder à sua última pergunta primeiro, você não pode ter um filtro de largura de banda estreita em torno de 1 MHz e ainda assim ter um tempo de subida rápido. Se você pensar no espectro de uma onda quadrada, ela possui componentes de frequência que se estendem até o infinito. Os componentes de frequência mais alta contribuem para o 'quadrado' do sinal e a nitidez das bordas. por exemplo, consulte http://mathworld.wolfram.com/FourierSeriesSquareWave.html Ter uma banda estreita em torno de 1MHz significa que seu sinal será emitido parecendo uma onda senoidal de 1MHz .

Com isso em mente, é necessário projetar um filtro passa-banda que não atenue muito sua frequência fundamental de 1 MHz, mas inclui frequências altas o suficiente para fornecer o tempo de subida desejado. Seguindo sua fórmula, 0,34 = tempo de subida * largura de banda, você calculou que é necessária uma largura de banda de 34MHz. O próximo passo é considerar a largura de banda = alta frequência de corte. - baixa frequência de corte. Você deseja que o ponto de corte baixo seja menor que 1 MHz. Vamos escolher 500kHz. Assim, o alto ponto de corte seria 34,5Mhz e a frequência central, 17,25Mhz.

Para se livrar do máximo de ruído, o filtro deve ter um deslocamento acentuado, por exemplo, os dois filtros mencionados nos comentários. Isso significa que sua baixa frequência de corte pode estar muito próxima de 1MHz sem muita atenuação e, na extremidade superior do espectro, sai muito rapidamente após a alta frequência de corte, reduzindo o ruído de alta frequência.

geometrikal
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