ข่าว

อะไรคือตัวกรอง RF-

ตัวกรองความถี่วิทยุเป็นส่วนสำคัญของเทคโนโลยีไร้สาย ตัวกรองนี้ใช้ร่วมกับเครื่องรับวิทยุเพื่อกรองย่านความถี่อื่นๆ ที่ไม่จำเป็น และรับเฉพาะความถี่ที่ถูกต้องเท่านั้น ตัวกรอง RF ได้รับการออกแบบให้ทำงานได้ง่ายในช่วงความถี่ตั้งแต่ความถี่กลางไปจนถึงความถี่สูงมาก (เช่น เมกะเฮิรตซ์และกิกะเฮิรตซ์) เนื่องจากคุณสมบัติการทำงาน จึงนิยมใช้ในสถานีวิทยุ การสื่อสารไร้สาย โทรทัศน์ และอุปกรณ์อื่นๆ

โดยทั่วไป ตัวกรอง RF ส่วนใหญ่ประกอบด้วยตัวสะท้อนสัญญาณแบบคู่ และปัจจัยด้านคุณภาพของตัวกรองสามารถกำหนดระดับการกรองใน RF ได้ ตัวกรองมีหลายประเภทตามการใช้งานและขนาดของอุปกรณ์ไร้สาย ได้แก่ ตัวกรองแบบโพรง ตัวกรองแบบระนาบ ตัวกรองแบบอิเล็กโทรอะคูสติก ตัวกรองแบบไดอิเล็กทริก ตัวกรองแบบโคแอกเซียล (ไม่ขึ้นกับสายโคแอกเซียล) เป็นต้น

ประเภทพื้นฐานของตัวกรองความถี่วิทยุ

ตัวกรอง RF เป็นวงจรพิเศษที่ช่วยให้สัญญาณที่ถูกต้องผ่านได้ในขณะที่กำจัดสัญญาณที่ไม่ต้องการออกไป ในแง่ของโทโพโลยีตัวกรอง มีตัวกรอง RF พื้นฐานอยู่สี่ประเภท ได้แก่ ตัวกรองความถี่สูง ตัวกรองความถี่ต่ำ ตัวกรองความถี่ผ่านแบนด์ และตัวกรองความถี่หยุด

ตัวกรองความถี่ต่ำ:

ตามชื่อเรียก ตัวกรองความถี่ต่ำผ่าน (Low-pass filter) คือตัวกรองที่อนุญาตให้เฉพาะความถี่ต่ำผ่านและลดทอนสัญญาณความถี่อื่นๆ ได้ในเวลาเดียวกัน เมื่อสัญญาณผ่านแบนด์พาส การลดความถี่จะถูกกำหนดโดยปัจจัยหลายประการ เช่น โทโพโลยีของตัวกรอง การจัดวาง และคุณภาพของส่วนประกอบ นอกจากนี้ โทโพโลยีของตัวกรองยังกำหนดความเร็วในการเปลี่ยนผ่านของตัวกรองจากแบนด์พาสเพื่อให้เกิดการระงับสัญญาณขั้นสุดท้าย

ตัวกรองความถี่ต่ำมีหลายรูปแบบ การใช้งานหลักของตัวกรองคือการลดฮาร์มอนิกของเครื่องขยายเสียง RF คุณสมบัตินี้มีความสำคัญเนื่องจากช่วยป้องกันสัญญาณรบกวนที่ไม่จำเป็นจากย่านความถี่ที่แตกต่างกัน ตัวกรองความถี่ต่ำส่วนใหญ่ใช้สำหรับการใช้งานด้านเสียงและกรองสัญญาณรบกวนจากวงจรภายนอก หลังจากกรองสัญญาณความถี่สูงแล้ว ความถี่สัญญาณที่ได้จะมีคุณภาพที่ชัดเจน

ฟิลเตอร์กรองความถี่สูง:

ตัวกรองความถี่สูง (High Pass Filter) ต่างจากตัวกรองความถี่ต่ำ (Low Pass Filter) ตรงที่อนุญาตให้เฉพาะสัญญาณความถี่สูงผ่านได้เท่านั้น อันที่จริง ตัวกรองความถี่สูงและตัวกรองความถี่ต่ำ (Low Pass Filter) มีคุณสมบัติเสริมซึ่งกันและกันอย่างมาก เพราะสามารถใช้ตัวกรองทั้งสองร่วมกันเพื่อสร้างตัวกรองแบนด์พาสได้ ตัวกรองความถี่สูงได้รับการออกแบบให้ลดทอนความถี่ให้ต่ำกว่าจุดเกณฑ์ (threshold point)

โดยทั่วไปแล้ว ตัวกรองความถี่สูงจะใช้ในระบบเสียง ซึ่งกรองความถี่ต่ำทั้งหมด นอกจากนี้ ตัวกรองนี้ยังใช้เพื่อตัดเสียงลำโพงขนาดเล็กและเสียงเบสในหลายกรณี ตัวกรองเหล่านี้ถูกติดตั้งไว้ในลำโพงโดยเฉพาะ อย่างไรก็ตาม หากเป็นโครงการ DIY ก็สามารถเชื่อมต่อตัวกรองความถี่สูงเข้ากับระบบได้อย่างง่ายดาย

ตัวกรองผ่านแบนด์:

ตัวกรองแบนด์พาสคือวงจรที่อนุญาตให้สัญญาณจากสองความถี่ที่แตกต่างกันผ่านและลดทอนสัญญาณที่อยู่นอกช่วงความถี่ที่ยอมรับได้ ตัวกรองแบนด์พาสส่วนใหญ่อาศัยแหล่งจ่ายไฟภายนอกและใช้ส่วนประกอบแบบแอคทีฟ ได้แก่ วงจรรวมและทรานซิสเตอร์ ตัวกรองประเภทนี้เรียกว่าตัวกรองแบนด์พาสแบบแอคทีฟ ในทางกลับกัน ตัวกรองแบนด์พาสบางชนิดไม่ได้ใช้แหล่งจ่ายไฟภายนอกและอาศัยส่วนประกอบแบบพาสซีฟเป็นหลัก เช่น ตัวเหนี่ยวนำและตัวเก็บประจุ ตัวกรองเหล่านี้เรียกว่าตัวกรองแบนด์พาสแบบพาสซีฟ

ตัวกรองแบนด์พาสมักใช้ในเครื่องรับและเครื่องส่งสัญญาณไร้สาย หน้าที่หลักของตัวกรองแบนด์พาสในเครื่องส่งสัญญาณคือการจำกัดแบนด์วิดท์ของสัญญาณเอาต์พุตให้เหลือน้อยที่สุด เพื่อให้สามารถส่งข้อมูลที่ต้องการด้วยความเร็วและรูปแบบที่ต้องการ เมื่อเครื่องรับเข้ามาเกี่ยวข้อง ตัวกรองแบนด์พาสจะอนุญาตเฉพาะการถอดรหัสหรือรับฟังความถี่ตามจำนวนที่ต้องการเท่านั้น ในขณะที่ตัดสัญญาณอื่นๆ จากความถี่ที่ไม่ต้องการออกไป

กล่าวโดยสรุป เมื่อมีการออกแบบตัวกรองแบนด์พาส ก็สามารถเพิ่มคุณภาพสัญญาณสูงสุดและลดการแข่งขันหรือการรบกวนระหว่างสัญญาณได้อย่างง่ายดาย

วงที่ถูกปฏิเสธ:

บางครั้งเรียกว่าตัวกรองหยุดแบนด์ (band stop filter) เป็นตัวกรองที่ยอมให้ความถี่ส่วนใหญ่ผ่านได้โดยไม่เปลี่ยนแปลง อย่างไรก็ตาม ตัวกรองนี้จะลดทอนความถี่ที่ต่ำกว่าช่วงที่กำหนด หน้าที่ของตัวกรองนี้ตรงกันข้ามกับตัวกรองผ่านแบนด์โดยสิ้นเชิง โดยพื้นฐานแล้ว หน้าที่ของตัวกรองนี้คือการส่งความถี่จากศูนย์ไปยังจุดตัดความถี่แรก ในระหว่างนั้น ตัวกรองจะส่งความถี่ทั้งหมดที่สูงกว่าจุดตัดความถี่ที่สอง อย่างไรก็ตาม ตัวกรองนี้จะปฏิเสธหรือบล็อกความถี่อื่นๆ ทั้งหมดระหว่างสองจุดนี้

กล่าวโดยสรุป ตัวกรองคือสิ่งที่ยอมให้สัญญาณผ่านได้ด้วยความช่วยเหลือของแถบผ่าน กล่าวอีกนัยหนึ่ง แถบหยุดในตัวกรองคือจุดที่ความถี่บางความถี่ถูกปฏิเสธโดยตัวกรองใดๆ ไม่ว่าจะเป็นความถี่สูง ความถี่ต่ำ หรือแบนด์ผ่าน ตัวกรองในอุดมคติคือตัวกรองที่ไม่มีการสูญเสียในแบนด์ผ่าน อย่างไรก็ตาม ในความเป็นจริงแล้ว ไม่มีตัวกรองในอุดมคติ เนื่องจากแบนด์ผ่านจะมีการสูญเสียความถี่บางส่วน และเป็นไปไม่ได้ที่จะระงับสัญญาณได้ไม่จำกัดเมื่อถึงแถบหยุด

เหตุใดตัวกรองความถี่วิทยุจึงมีความสำคัญมาก?

ตัวกรอง RF ใช้เพื่อจำแนกความถี่สัญญาณ แต่อะไรที่ทำให้ตัวกรองเหล่านี้มีความสำคัญ? กล่าวโดยสรุป ตัวกรอง RF สามารถกรองสัญญาณรบกวนที่อาจส่งผลกระทบต่อคุณภาพหรือประสิทธิภาพของระบบการสื่อสารใดๆ หรือลดสัญญาณรบกวนจากสัญญาณภายนอกได้ การขาดตัวกรอง RF ที่เหมาะสมอาจสร้างความเสียหายต่อการส่งสัญญาณความถี่ และท้ายที่สุดอาจส่งผลเสียต่อกระบวนการสื่อสาร

ดังนั้น ตัวกรอง RF จึงมีบทบาทสำคัญในระบบสื่อสารไร้สาย (เช่น ดาวเทียม เรดาร์ ระบบไร้สายเคลื่อนที่ ฯลฯ) ในการใช้งานอากาศยานไร้คนขับ (UAS) ตัวกรอง RF มีความสำคัญอย่างเห็นได้ชัด การขาดระบบกรองที่เหมาะสมจะส่งผลกระทบต่อ UAS ในหลายๆ ด้าน เช่น

ระยะการสื่อสารอาจลดลงเนื่องจากสัญญาณรบกวนจากปัจจัยแวดล้อมภายนอก นอกจากนี้ การมีสัญญาณ RF จำนวนมากในชั้นบรรยากาศอาจสร้างความเสียหายร้ายแรงต่อระบบสื่อสารของ UAV สัญญาณอันตรายจากแพลตฟอร์มอื่นๆ ได้แก่ แต่ไม่จำกัดเพียง: กิจกรรมสัญญาณ Wi-Fi ที่มีปริมาณมาก และระบบสื่อสารอื่นๆ ที่ทำงานภายใน UAS

การหยุดชะงักจากระบบการสื่อสารอื่นจะรบกวนช่องทางการสื่อสารของ UAS ส่งผลให้ระยะการสื่อสารของระบบดังกล่าวลดลงหรือจำกัดลง

การรบกวนสัญญาณจะส่งผลต่อการรับสัญญาณ GPS ของ UAS ด้วย ซึ่งจะเพิ่มโอกาสเกิดข้อผิดพลาดในการติดตาม GPS ในกรณีที่เลวร้ายที่สุด อาจส่งผลให้การรับสัญญาณ GPS สูญหายไปโดยสิ้นเชิง

ตัวกรอง RF ที่เหมาะสมสามารถขจัดสัญญาณรบกวนจากภายนอกและสัญญาณรบกวนที่เกิดจากระบบสื่อสารข้างเคียงได้อย่างง่ายดาย วิธีนี้ช่วยรักษาคุณภาพของความถี่สัญญาณที่ต้องการ พร้อมกับกรองความถี่สัญญาณที่ไม่ต้องการทั้งหมดได้อย่างง่ายดาย

นอกจากนี้ ตัวกรอง RF ยังมีบทบาทสำคัญในสภาพแวดล้อมของโทรศัพท์มือถืออีกด้วย เมื่อพูดถึงโทรศัพท์มือถือ จำเป็นต้องใช้ย่านความถี่จำนวนหนึ่งเพื่อให้ทำงานได้อย่างถูกต้อง เนื่องจากไม่มีตัวกรอง RF ที่เหมาะสม ย่านความถี่ต่างๆ จึงไม่สามารถทำงานร่วมกันได้ ซึ่งหมายความว่าย่านความถี่บางย่านอาจถูกปฏิเสธ เช่น ระบบนำทางด้วยดาวเทียมทั่วโลก (GNSS), ระบบความปลอดภัยสาธารณะ, Wi-Fi และอื่นๆ ตัวกรอง RF จึงมีบทบาทสำคัญโดยช่วยให้ย่านความถี่ทั้งหมดสามารถทำงานร่วมกันได้ในเวลาเดียวกัน

โดยทั่วไปแล้ว ตัวกรองมีน้ำหนักเบาและช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของความถี่สัญญาณ หากตัวกรอง RF ไม่สามารถให้ประสิทธิภาพตามที่ต้องการ คุณสามารถพิจารณาทางเลือกอื่นๆ ได้หลากหลาย หนึ่งในนั้นคือการเพิ่มเครื่องขยายสัญญาณเข้าไปในการออกแบบของคุณ ตั้งแต่เครื่องขยายสัญญาณกริดไปจนถึงเครื่องขยายสัญญาณ RF อื่นๆ คุณสามารถแปลงความถี่สัญญาณต่ำให้เป็นความถี่สัญญาณสูงได้ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมของการออกแบบ RF

ไมโครเวฟ Si Chuan Keenlion มีให้เลือกหลากหลายรูปแบบ ทั้งแบบแบนด์วิดท์แคบและบรอดแบนด์ ครอบคลุมความถี่ตั้งแต่ 0.5 ถึง 50 GHz ออกแบบมาเพื่อรองรับกำลังไฟฟ้าเข้า 10 ถึง 30 วัตต์ในระบบส่งสัญญาณ 50 โอห์ม เลือกใช้การออกแบบแบบไมโครสตริปหรือสตริปไลน์ เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุด

เราสามารถปรับแต่งตัวกรอง RF ตามความต้องการของคุณได้ คุณสามารถเข้าสู่หน้าการปรับแต่งเพื่อระบุข้อมูลจำเพาะที่คุณต้องการได้

https://www.keenlion.com/customization/

บริษัท เสฉวน คีนไลออน ไมโครเวฟ เทคโนโลยี จำกัด

อีเมล:

sales@keenlion.com

tom@keenlion.com