فیلترها در سیستم های مخابراتی

فیلتر کردن یکی از روش‌های مهم در سیستم‌های مخابراتی است که برای جداسازی یا حذف سیگنال‌های مورد نظر از یک سیگنال یا توالی سیگنال‌ها استفاده می‌شود. این فرایند ممکن است برای مقاصد مختلفی انجام شود، از جمله:

1- حذف نویز: در محیط‌های مخابراتی، سیگنال‌ها ممکن است توسط نویزهای مختلف از جمله تداخل‌های الکترومغناطیسی یا سیگنال‌های تداخلی مختلط شوند. فیلتر‌ها می‌توانند برای حذف یا کاهش این نویزها استفاده شوند تا سیگنال اصلی را قابل تشخیص کنند.

2- جداسازی فرکانس: در برخی موارد، ممکن است نیاز باشد که سیگنال‌های مختلف در فرکانس‌های مختلف جدا شوند. به عنوان مثال، در شبکه‌های مخابراتی، فیلترها ممکن است برای جداسازی باندهای فرکانسی مختلف مورد استفاده قرار گیرند تا اطلاعات مختلفی در هر باند انتقال یابد.

3- تشخیص و جداسازی سیگنال‌ها: در برخی موارد، ممکن است بخواهید بین چندین سیگنال مختلف که به هم تداخل می‌کنند را تشخیص دهید و آن‌ها را جدا کنید. فیلترهای پردازش سیگنال می‌توانند برای این منظور استفاده شوند.

4- شکل دهی پالس و همزمان سازی: در برخی سیستم‌های مخابراتی، اطلاعات به صورت پالس‌های کوتاهی ارسال می‌شوند. فیلترها ممکن است برای تفکیک این پالس‌ها و همچنین برای همزمان سازی آن‌ها استفاده شوند.

فیلتر‌ها ممکن است در انواع مختلف و با تکنولوژی‌های مختلفی طراحی شوند، از جمله فیلترهای الکترونیکی، فیلترهای فرکانسی، فیلترهای دیجیتالی، و غیره. هر یک از این فیلترها ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند و بسته به نوع سیستم مخابراتی و نیازهای مختلف، انتخاب می‌شوند

انواع فیلترها

فیلترهای فرکانس رادیویی نوع خاصی از مدار هستند که به سیگنال‌های مناسب اجازه عبور می‌دهند در حالی که سیگنال‌های ناخواسته را خنثی می‌کنند. وقتی صحبت از توپولوژی فیلتر می شود، چهار نوع فیلتر RF اصلی وجود دارد، یعنی فیلتر بالا گذر، فیلتر پایین گذر، فیلتر باند گذر و رد باند.

فیلترسازی

فیلتر پایین گذر: همانطور که از نام آن پیداست، فیلتر پایین گذر فیلتری است که فقط به فرکانس های پایین اجازه عبور می دهد و در عین حال هر فرکانس سیگنال دیگری را تضعیف می کند. میزان کاهش فرکانس سیگنال هنگام عبور از باند پاس توسط عوامل بسیاری مانند توپولوژی فیلتر، چیدمان و کیفیت اجزا و غیره تعیین می شود. باند پاس برای رسیدن به رد نهایی آن.

فیلترهای پایین گذر در اشکال مختلف وجود دارند. کاربرد اصلی این فیلتر سرکوب هارمونیک های تقویت کننده RF است. این ویژگی مهم است زیرا در جلوگیری از تداخلات ناخواسته در باندهای مختلف انتقال کمک می کند. به طور عمده، فیلترهای پایین گذر در برنامه های صوتی مورد استفاده قرار می گیرند و نویزهای هر مدار خارجی را فیلتر می کنند. پس از فیلتر شدن سیگنال‌های فرکانس بالا، فرکانس‌های سیگنال حاصل کیفیت واضح و شفافی پیدا می‌کنند.

فیلتر بالاگذر: برخلاف فیلتر پایین گذر، فیلتر بالاگذر فقط به سیگنال فرکانس بالا اجازه عبور می دهد. در حقیقت، فیلترهای بالا گذر کاملاً مکمل فیلترهای پایین گذر هستند زیرا هر دوی آنها را می توان در کنار هم برای تولید فیلتر باند گذر استفاده کرد. طراحی فیلتر بالا گذر ساده است و فرکانس های پایین تر از یک نقطه آستانه را کاهش می دهد.

معمولاً از فیلترهای بالاگذر در سیستم های صوتی استفاده می شود که از طریق آنها تمام فرکانس های پایین فیلتر می شوند. علاوه بر این، برای حذف بیس در بلندگوهای کوچک و در بسیاری از موارد استفاده می شود. این فیلترها به طور خاص در بلندگوها تعبیه شده اند. با این حال، اگر صحبت از هر پروژه DIY باشد، فیلترهای بالا گذر را می توان به راحتی به سیستم متصل کرد.

فیلترهای میانگذر: فیلتر گذر باند مداری است که به سیگنال‌های دو فرکانس مختلف اجازه عبور می‌دهد و سیگنال‌هایی را که در محدوده پذیرش آن قرار نمی‌گیرند، تضعیف می‌کند. اکثر فیلترهای باند گذر به هر منبع تغذیه خارجی بستگی دارند و از اجزای فعال مانند مدارهای مجتمع و ترانزیستورها استفاده می کنند. به این گونه فیلترها، فیلترهای باند گذر فعال می گویند. از سوی دیگر، برخی از فیلترهای باند گذر از هیچ منبع تغذیه خارجی استفاده نمی کنند و به شدت به اجزای غیرفعال، یعنی سلف ها و خازن ها، متکی هستند. این فیلترها به فیلترهای پسیو باند گذر معروف هستند.

فیلترهای باند گذر :معمولاً در گیرنده ها و فرستنده های بی سیم استفاده می شوند. وظیفه اصلی آن در فرستنده این است که پهنای باند سیگنال خروجی را به حداقل برساند تا داده های لازم با سرعت و شکل دلخواه منتقل شوند. وقتی صحبت از گیرنده به میان می آید، فیلتر باند گذر تنها اجازه می دهد تا مقدار مطلوبی از فرکانس ها رمزگشایی یا شنیده شود، در حالی که سیگنال های دیگر را که از فرکانس های ناخواسته وارد می شوند قطع می کند. در مجموع، هنگامی که یک فیلتر باند گذر به خوبی طراحی شده باشد، به راحتی می تواند کیفیت سیگنال ها را به حداکثر برساند، در حالی که در عین حال می تواند رقابت یا تداخل بین سیگنال ها را به حداقل برساند.

رد گروه: گاهی اوقات به عنوان فیلتر توقف باند شناخته می شود، باند رد فیلتری است که به اکثر فرکانس ها اجازه عبور بدون تغییر را می دهد. با این حال، چنین فرکانس هایی را که زیر یک محدوده بسیار خاص قرار می گیرند، کاهش می دهد. عملکرد آن دقیقاً برخلاف فیلتر باند گذر است. اساساً عملکرد آن عبور از فرکانس ها از صفر به اولین نقطه برش فرکانس است. در این بین تمام فرکانس هایی که بالاتر از نقطه قطع دوم فرکانس هستند را عبور می دهد. با این حال، تمام فرکانس های دیگر را که در بین این دو نقطه قرار دارند را رد یا مسدود می کند.

انواع فیلترها
پیمایش به بالا