¿Atenuación del filtro de paso de banda?

Estoy tratando de dividir una señal de audio en 5 canales, dejando 5 rangos diferentes a través de cada filtro (bajo, medio, alto, etc.). Lo que encuentro es que cada filtro de paso de banda tiene diferentes niveles de atenuación, lo cual no entiendo.

Espero que haya algo de atenuación, pero mis frecuencias "aprobadas" para algunos de los filtros son, en el mejor de los casos, -6dB. Esto no tiene sentido para mí porque las frecuencias de esquina no deberían definirse como -3dB y el paso de banda debería permitir que las señales pasen entre ellas con una atenuación de menos de -3dB.

Aquí está el esquema con el que estoy trabajando:ingrese la descripción de la imagen aquí

Aquí hay una gráfica de magnitud/fase del circuito:ingrese la descripción de la imagen aquí

No sé mucho sobre el diseño de filtros, pero elegí que el valor de mi capacitor fuera 0.1uF y usé las siguientes ecuaciones para encontrar un valor de resistencia que coincida con las frecuencias de corte que quiero.

Wc1 = 1 / (2pi RC )

Wc2 = 1 / (2pi RC )

Hice esto para cada filtro de paso de banda sumergiendo los rangos de 20Hz - 20kHz en cinco regiones. ¿Quizás el diseño que estoy usando en sí mismo es un diseño defectuoso? He mirado un poco y veo que muchos diseños incluyen algún tipo de amplificador entre la parte de paso bajo y paso alto del paso de banda, ¿podría ser esta la razón?

1 En sus dos ecuaciones, ¿"R" y "C" se refieren a lo mismo? 2. sim.okawa-denshi.jp/en/RLCbpkeisan.htm
1. No, se refieren a la resistencia y al capacitor. Elegí C = 0.1uF y elegí un Wc, luego resolví la resistencia que RI necesitaría para que el filtro funcione. 2. Sitio web interesante Pasaré algún tiempo buscándolo/jugando con él para ver si ayuda.
3. Al conectar filtros en cascada, debe tener en cuenta que la segunda etapa carga la primera etapa.
4. Los filtros de paso de banda, cuando el paso de banda es inferior a una octava, a menudo se diseñan con sus propias reglas especiales debido a esto.
3. Por cascada supongo que te refieres a tener el paso bajo y el paso alto en serie, lo que significaría que tengo 5 filtros de paso de banda en cascada. ¿Tiene alguna idea de lo que debo estudiar para lidiar con la carga causada por poner estos filtros en cascada? 4. ¿A qué tipo de "reglas especiales" te refieres?
Cascada significa que la salida de un filtro entra en la entrada del siguiente filtro. Tiene 5 conjuntos de filtros de paso bajo y paso alto en cascada.
No son reglas realmente especiales, ya que se derivan matemáticamente de los diseños de prototipos de filtros de paso bajo, pero no solo en cascada de un filtro de paso bajo y un filtro de paso alto. analog.com/media/en/training-seminars/design-handbooks/…

Respuestas (1)

Wc1 = 1 / (2piRC)

Wc2 = 1 / (2piRC)

No ha diseñado un filtro de paso de banda; ha diseñado un filtro de paso bajo y un filtro de paso alto y ha conectado uno a la salida del otro.

La ecuación para el paso bajo solo da la frecuencia de corte cuando la carga en la salida tiene una impedancia muy alta. Su segunda etapa (la parte de paso alto) está cargando la primera etapa (parte de paso bajo) y cambiando su frecuencia de corte.

De manera similar, la ecuación de paso alto asume que la fuente que la alimenta tiene una impedancia muy baja, lo que nuevamente no es válido una vez que conecta el filtro de paso bajo como fuente de entrada.

Espero que haya algo de atenuación, pero mis frecuencias "aprobadas" para algunos de los filtros son, en el mejor de los casos, -6dB.

El mejor de los casos en el punto medio de la banda de paso es que C1 parece un circuito abierto mientras que C2 parece un cortocircuito. En ese caso, tendría un circuito equivalente dado por el divisor de resistencia formado por C1 y C2. Para su filtro de "graves", por ejemplo, esto sería de aproximadamente -3 dB porque los dos valores de resistencia son aproximadamente iguales.

Pero las cosas ni siquiera serán tan buenas, porque está utilizando valores de capacitores iguales para las dos etapas de filtro, por lo que los capacitores tendrán la misma impedancia en cualquier frecuencia dada. No intentaré calcular el efecto matemáticamente ya que ya ejecutó la simulación y vio lo que es.

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