Filtre passiu de banda
Un filtre passa banda segrega un rang específic de freqüències d'altres dins d'un grup de freqüències concret. Alguns circuits elèctrics sofisticats poden no trobar-los adequats perquè passin freqüències molt baixes a 0 Hz o freqüències molt altes, el filtre de pas de banda passiu fa les funcions de selectivitat de freqüència en funció de les combinacions de resistències i condensadors en sèrie del seu circuit. Bloquegen tant les freqüències inferiors com les superiors fora del seu rang de pas de banda selectiu. Aquests filtres estan formats per un filtre de pas baix i un filtre de pas alt.
Construcció
Un filtre de pas de banda típic presentarà dues xarxes RC tal com es mostra a continuació:
Una xarxa RC s'utilitza en sèrie, mentre que l'altra xarxa RC s'utilitza en paral·lel. Els valors de freqüència de tall es poden controlar mitjançant els valors de la resistència i del condensador utilitzats al circuit del filtre de pas de banda. Pot permetre una àmplia gamma de freqüències o una gamma estreta de freqüències, depenent dels valors de la freqüència de tall. Per tant, un rang específic de freqüències de pas de banda s'anomena ample de banda.
Corba de resposta en freqüència
La corba de resposta en freqüència es mostra a continuació. La corba de resposta en freqüència mostra dos límits de freqüència de tall: el límit inferior de freqüència de tall fL i el límit de freqüència de tall alt fH. Totes les freqüències per sota de la freqüència de tall inferior fL es bloquegen fins que la sortida del filtre de pas de banda augmenta amb un pendent de 20 db/dècada. Aleshores, la sortida arriba a un valor màxim del 70,7% i es manté constant per a un rang específic de freqüències fins que s'assoleix el límit de freqüència superior de fH. La sortida comença a baixar de nou amb un pendent de -20db/dècada.
El guany màxim de -3db s'ha indicat tant en tendència a l'alça com a tendència a la baixa a la figura següent. Per tant, la mitjana geomètrica d'aquests dos punts de freqüència proporciona el punt de ressonància o punt de freqüència central.
Freqüència de ressonància
La mitjana geomètrica de la freqüència de tall superior i la freqüència de tall inferior s'expressa com:
fr presenta la freqüència central, mentre que fh presenta el valor de la freqüència de tall superior i fl és el valor de la freqüència de tall inferior.
Canvi de fase
Els filtres de pas de banda són filtres de segon ordre. Significa presència de dues combinacions d'elements passius en el seu circuit. L'angle de fase dels filtres de segon ordre serà el doble de l'angle de fase dels filtres de primer ordre. Significa que l'angle de fase serà de 180 graus al filtre de pas de banda. El canvi de fase va indicar +90 graus fins a la freqüència central i -90 graus després del punt de freqüència central.
Freqüències de tall superior i inferior
Els valors de freqüència superior i inferior es poden calcular igual que els càlculs de freqüència en filtres de banda baixa i alta. L'expressió general ve donada per:
Exemple:
S'ha de dissenyar un filtre de pas de banda que permeti freqüències entre 5 kHz i 40 kHz. Suposant que les resistències són de 20 kΩ, calculeu els valors dels condensadors i dibuixeu el filtre de pas de banda final.
Utilitzant l'expressió general de la freqüència de tall superior i inferior:
El valor del condensador de pas alt es pot calcular mitjançant el límit de freqüència inferior:
El valor del condensador de pas baix es pot calcular utilitzant un límit de freqüència superior:
Conclusió
Els filtres de pas de banda funcionen segons el principi de passar un rang selectiu de freqüències mentre bloquegen totes les inferiors o superiors. Es componen tant del filtre de pas baix com de les xarxes de filtre de pas alt en la seva construcció.