बैंडपास फिल्टर

बैंडपास फिल्टर (बीपीएफ) एक ऐसा उपकरण है जो एक निश्चित श्रेणी के अंदर आवृत्ति को पार करता है और उस श्रेणी के बाहर की आवृत्तियों को रद्द (क्षीण) करता है।

विवरण
इलेक्ट्रॉनिक्स और संकेत प्रक्रमण में, फिल्टर सामान्यतया दो-बंदरगाह परिपथ या युक्ति होती है, जो संकेत के आवृत्ति घटकों (वैकल्पिक विद्युत या धारा) को हटाता है। बैंड पास फिल्टर, आवृत्तियों के एक निर्दिष्ट बैंड में घटकों के माध्यम से इसको पासबैंड कहा जाता है, लेकिन यह बैंड के ऊपर या नीचे आवृत्तियों के साथ ब्लॉक घटक की अनुमति देता है। यह उच्च पास फ़िल्टर के साथ विरोधाभास है, जो एक विशिष्ट आवृत्ति से ऊपर आवृत्तियों वाले घटकों के माध्यम से अनुमति देता है, और एक लो पास फ़िल्टर, जो एक विशिष्ट आवृत्ति के नीचे आवृत्तियों के साथ घटकों के माध्यम से अनुमति देता है। अंकीय संकेत प्रक्रिया में, जिसमें अंकीय संख्या द्वारा प्रदर्शित संकेतों को संगणक क्रमादेशों द्वारा संसाधित किया जाता है, एक बैंड-पास फिल्टर एक कंप्यूटर एल्गोरिथम है, जो उसी फलन का निष्पादन करता है। बैंड-पास फिल्टर शब्द का प्रयोग ऑप्टिकल फिल्टर, रंगीन सामग्री की शीट जो प्रकाश आवृत्तियों के एक विशिष्ट बैंड के माध्यम से अनुमति देता है, फोटोग्राफी और थिएटर लाइटिंग में सामान्यता र पर इस्तेमाल की जाने वाली प्रकाश आवृत्तियों, और ध्वनिक फिल्टर जो आवृत्तियों के एक विशिष्ट बैंड की ध्वनि तरंगों के माध्यम से अनुमति देता है।

एनालॉग इलेक्ट्रॉनिक बैंड पास फिल्टर का एक उदाहरण एक आरएलसी सर्किट (एक प्रतिरोधी-प्रेरक- संधारित्र विद्युत नेटवर्क ) है, इन फिल्टरों को लो पास फिल्टर के साथ उच्च पास फिल्टर के संयोजन से भी बनाया जा सकता है।

बैंडपास संकेत एक ऐसा संकेत है जिसमें आवृत्तियों का एक बैंड होता है जो शून्य आवृत्ति के निकट नहीं होता है, जैसे कि एक बैंडपास फिल्टर से बाहर आने वाला संकेत।

आदर्श बैंडपास फिल्टर के पास पूरी तरह से सपाट पासबैंड होता: पासबैंड के अंदर के सभी आवृत्तियों को प्रवर्धन या क्षीणन के बिना उत्पादन के लिए पारित किया जाता और यह पासबैंड के बाहर की सभी आवृत्तियों को पूरी तरह से क्षीण कर देता है।

वास्तव में, कोई बैंडपास फिल्टर आदर्श नहीं है। वांछित आवृत्ति श्रेणी के बाहर फ़िल्टर सभी आवृत्तियों को पूरी तरह से कम नहीं करता; विशेष रूप से, वांछित पासबैंड के ठीक बाहर एक क्षेत्र है जहां आवृत्तियों को क्षीण किया जाता है, लेकिन अस्वीकार नहीं किया जाता। इसे फ़िल्टर रोल ऑफ़ के नाम से जाना जाता है और यह सामान्यता र पर प्रति ऑक्टेव (इलेक्ट्रॉनिक्स) या आवृत्ति के दशक के आधार पर क्षीणन के डेसिबल (डीबी) में व्यक्त किया जाता है, सामान्यता र पर फिल्टर का डिज़ाइन जितना सम्भव हो उतना पतला रोल-ऑफ बनाने के लिए होता है। इस प्रकार फ़िल्टर को उसके इच्छित डिज़ाइन के करीब से चलाने की अनुमति मिलती है। प्रायः यह ऑफर पास-बैंड या स्टॉप-बैंड तरंग की कीमत पर किया जाता है।

फ़िल्टर की बैंडविड्थ (सिग्नल प्रोसेसिंग) ऊपरी और निचले कटऑफ आवृत्तियों में सामान्य अंतर है। आकृति गुणक कटऑफ आवृत्ति का निर्धारण करने के लिए दो भिन्न क्षीणन मानों का उपयोग करते हुए बैंडविड्थ का अनुपात है, उदाहरण के लिए: 30/3 डीबी पर 2:1 के आकृति का गुणनखंड मतलब 30 डीबी क्षीणन पर आवृत्तियों के बीच मापा गया बैंडविड्थ 3 डीबी क्षीणन पर दो बार आवृत्तियों के बीच मापा जाता है।

क्यू फैक्टर
बैंड पास फिल्टर इसके Q कारक द्वारा विशेषता हो सकती है। क्यू-फैक्टर भिन्नात्मक बैंडविड्थ का व्युत्क्रम है, एक हाई-क्यू फ़िल्टर में एक संकीर्ण पासबैंड होगा और एक लो-क्यू फ़िल्टर में व्यापक पासबैंड होगा। इन्हें क्रमशः संकीर्ण बैंड और विस्तृत बैंड फ़िल्टर कहा जाता है।

आवेदन
बेतार प्रेषकों तथा रिसीवरों में बैंडपास फिल्टर का प्रयोग व्यापक रूप से किया जाता है। एक ट्रांसमीटर में ऐसे फिल्टर का मुख्य कार्य संचरण के लिए आवंटित बैंड को आउटपुट संकेत की बैंडविड्थ को सीमित करना है। यह ट्रांसमीटर को अन्य स्टेशनों के साथ हस्तक्षेप करने से रोकता है। एक रिसीवर में, एक बैंडपास फिल्टर, संकेतों को अवांछित आवृत्तियों पर पहुंचने से रोकने के दौरान, चयनित आवृत्तियों की श्रेणी के भीतर संकेतों को सुना या डीकोड करने की अनुमति देता है। संकेत आवृत्तियों पर, रिसीवर को ट्यून किए जाने वाले बैंड के बाहर, जो शबतर होता है या रिसीवर को क्षति पहुंचा सकता है, इसके अलावा वे ऐसे मिश्रणों का निर्माण भी कर सकते हैं जो आपस में बंधे रहते हैं और रुचि के संकेतों में व्यवधान उत्पन्न कर सकते हैं। विस्तृत व ग्राही इस तरह के हस्तक्षेपों के प्रति सुग्राही होते हैं। एक बैंडपास फिल्टर, रव अनुपात तथा रिसीवर की संवेदनशीलता को भी आशावान बनाता है।

प्रसारण और प्राप्त अनुप्रयोग, दोनों में अच्छी तरह से डिजाइन किए गए बैंडपास फिल्टर, संचार की विधि और गति के लिए इष्टतम बैंडविड्थ होने पर, सिग्नल ट्रांसमिटर्स की संख्या को अधिकतम करें, जबकि सिग्नल के बीच हस्तक्षेप या प्रतिस्पर्धा को कम करते हुए एक सिस्टम में मौजूद सिग्नल ट्रांसमीटरों की संख्या को अधिकतम करें।

इलेक्ट्रॉनिक्स और संकेत प्रोसेसिंग के बाहर, वायुमंडलीय विज्ञान में बैंड पास फिल्टरों के उपयोग का एक उदाहरण है। यह बैंड पास फ़िल्टर हाल ही के मौसम संबंधी डेटा के लिए आम है, उदाहरण के लिए 3 से 10 दिन, ताकि केवल चक्रवात ही डाटा क्षेत्रों में उतार-चढ़ाव के रूप में रहे।

यौगिक या बैंड-पास
एक चौथे क्रम विद्युत बैंडपास फिल्टर को एक वेंटेड बॉक्स द्वारा अनुकृत किया जा सकता है जिसमें चालक शंकु के पिछले चेहरे का योगदान सील बॉक्स में फंस जाता है, और शंकु की सामने की सतह से विकिरण एक बंद कक्ष में होता है। इससे चालक की अनुनाद संशोधित होती है। अपने सरलतम रूप में एक यौगिक कक्ष में दो कक्ष होते हैं। कक्षों के बीच विभाजन वाली दीवार में चालक रहता है;सामान्यता र पर केवल एक कक्ष पोर्ट किया जाता है।

यदि वूफर के प्रत्येक पक्ष पर एक बंदरगाह है, तो बाड़े से छठवें क्रम का बैंड पास प्रत्युत्तर मिलता है। ये डिजाइन करने के लिए काफी कठिन हैं और चालक विशेषताओं के प्रति बहुत संवेदनशील हैं। बंदरगाहों को अन्य प्रतिवर्त संलग्नकों की तरह निष्क्रिय रेडिएटरों से प्रतिस्थापित किया जा सकता है।

आठवां क्रम वाला बैंडपास बॉक्स एक और बदलाव है जिसमें एक संकीर्ण आवृत्ति श्रेणी भी है। ध्वनि दबाव स्तर प्रतियोगितायों में इनका प्रयोग किया जाता है, ऐसी स्थिति में विशिष्ट आवृत्ति की बास तान का संगीत के आधार पर प्रयोग किया जाता है.वे निर्माण करने के लिए जटिल हैं और लगभग इच्छित प्रदर्शन करने के लिए काफी सटीकता से किया जाना चाहिए।

अर्थशास्त्र
इंजीनियरिंग से संबंधित विषयों के बाहर भी बैंडपास फिल्टर का उपयोग किया जा सकता है। आर्थिक काल श्रृंखला में व्यवसाय चक्र घटक को निकालने के लिए बैंडपास फिल्टर का प्रयोग एक अग्रणी उदाहरण है। इससे स्पष्ट है कि आर्थिक गतिविधियों का विस्तार और संकुचन, जो जनता के जीवन और विविध प्रकार की फर्मों के प्रदर्शन पर हावी है, और इस प्रकार अन्य सभी के अलावा अर्थशास्त्रियों और नीति निर्माताओं की व्यापक ऑडियंस के लिए रूचि का विषय है।

आर्थिक आंकड़ों में सामान्यतया इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के आंकड़ों की तुलना में सांख्यिकीय गुण भिन्न होते हैं। एक शोधकर्ता के लिए यह बहुत आम है कि वह "आदर्श" फ़िल्टर जैसे पारंपरिक तरीकों को अपने साथ ले जा सकता है, जिसकी आवृत्ति प्रक्षेत्र में पूर्ण तीव्र लाभ होता है। हालांकि ऐसा करते समय, भारी समस्याएं पैदा हो सकती हैं जिससे विकृतियां पैदा हो सकती हैं और फ़िल्टर परिणाम अत्यधिक भ्रामक हो सकता है, एक उग्र और सरल मामले के रूप में, व्हाइट नॉइज़ पर एक "आदर्श" फ़िल्टर (जो उदाहरण के लिए स्टॉक प्राइस परिवर्तन को दर्शा सकता है) के प्रयोग से एक गलत चक्र बन जाता है। नामकरण "आदर्श" का उपयोग दुर्लभ अवसरों को छोड़कर एक भ्रामक धारणा को शामिल करता है।फिर भी, फ़िल्टर की गंभीर सीमाओं और प्रमुख धोखे की संभावना के बावजूद, "आदर्श" फ़िल्टर का उपयोग सामान्य रहता है।

सौभाग्य से, बैंड्स पास फिल्टर्स उपलब्ध हैं, जो इस प्रकार की त्रुटियों से दूर रहें, अपनी डेटा श्रृंखला के अनुरूप हों और वास्तविक सकल घरेलू उत्पाद, निवेश, खपत और खपत जैसे प्रमुख आर्थिक श्रृंखलाओं में व्यापार चक्र के उतार-चढ़ाव का सटीक आकलन करें। वर्ष 2003 में अर्थशास्त्र और सांख्यिकी के पुनर्विलोकन में प्रकाशित एक प्रारंभिक कार्य, और अधिक प्रभावी रूप से मैक्रोइकॉनॉमिक्स में उद्भूत होने वाले डेटा (निर्धारणात्मक की अपेक्षा स्टोचस्टिक) को संभालती है, इस पत्र में "आर्थिक समय श्रृंखला की प्रवृत्तियों और चक्रों के धु्रंकन के लिए" सामान्य मॉडल आधारित फ़िल्टरों और एंड्रयू हार्वे और थॉमस ट्रिंबूर ने अनुकूली बैंड पास फ़िल्टर का एक वर्ग विकसित किया है। इन विपुल परिस्थितियों में इनका सफलतापूर्वक प्रयोग किया गया है जिसमें अंतर्राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था में असंख्य देशों में व्यापार चक्र आंदोलनों का समावेश होता है।

अन्य क्षेत्र
तंत्रिका विज्ञान में, दृश्य प्रांतसी सरल कोशिकाओं को पहले टॉर्स्टन विसेला और टारस्टन वाइसेल ने दिखाया था कि प्रतिक्रिया के गुण जो गैबर फ़िल्टर की तरह होते हैं, जो बैंड-पास होते हैं।

खगोल विज्ञान में, बैंड पास के छलकों का प्रयोग एक उपकरण में प्रकाश वर्णक्रम के केवल एक भाग को अनुमति देने के लिए किया जाता है, बैंड पास फिल्टर्स मुख्य अनुक्रम में स्थित तारों को पहचानने, रेडशिफ्ट्स की पहचान करने और कई अन्य अनुप्रयोगों को पहचानने में मदद कर सकते हैं।

यह भी देखें

 * परमाणु रेखा फ़िल्टर
 * ऑडियो क्रॉसओवर
 * बैंड-स्टॉप फ़िल्टर
 * गाऊसी का अंतर
 * सालेन-कुंजी टोपोलॉजी