Filtru pasiv de trecere în bandă
Un filtru trece-bandă separă o gamă specifică de frecvențe de altele dintr-un anumit grup de frecvențe. Este posibil ca unele circuite electrice sofisticate să nu considere potrivit să permită frecvențe foarte joase la 0 Hz sau frecvențe foarte înalte să treacă prin ele, filtrul pasiv de trecere în bandă efectuează funcțiile de selectivitate a frecvenței în funcție de combinațiile de rezistență în serie și condensatoare din circuitul lor. Ele blochează atât frecvențele inferioare, cât și frecvențele superioare în afara intervalului lor selectiv de trecere de bandă. Aceste filtre sunt compuse dintr-un filtre trece jos și filtre trece înaltă.
Constructie
Un filtru trece-bandă tipic va prezenta două rețele RC, după cum se arată mai jos:
O rețea RC este utilizată în serie, în timp ce cealaltă rețea RC este utilizată în paralel. Valorile frecvenței de tăiere pot fi controlate prin valorile rezistenței și condensatoarelor utilizate în circuitul filtrului trece-bandă. Poate permite o gamă largă de frecvențe sau o gamă restrânsă de frecvențe, în funcție de valorile frecvenței de tăiere. Prin urmare, o gamă specifică de frecvențe de trecere de bandă se numește lățime de bandă.
Curba de răspuns în frecvență
Curba răspunsului în frecvență este prezentată mai jos. Curba răspunsului în frecvență arată două limite ale frecvenței de tăiere: limita inferioară a frecvenței de tăiere fL și limita înaltă a frecvenței de tăiere fH. Toate frecvențele sub frecvența de tăiere inferioară fL sunt blocate până când ieșirea filtrului trece-bandă crește la panta de 20db/deceniu. Ieșirea atinge apoi o valoare maximă de 70,7% și rămâne constantă pentru o gamă specifică de frecvențe până când este atinsă limita superioară a frecvenței fH. Ieșirea începe să scadă din nou la o pantă de -20db/deceniu.
Câștigul maxim de -3db a fost notat atât în tendința de creștere, cât și în tendința de scădere în figura de mai jos. Prin urmare, media geometrică a acestor două puncte de frecvență oferă punctul de rezonanță sau punctul de frecvență centrală.
Frecventa de rezonanta
Media geometrică a frecvenței de tăiere superioară și a frecvenței de tăiere inferioară este exprimată astfel:
fr prezintă frecvența centrală, în timp ce fh prezintă valoarea superioară a frecvenței de tăiere și fl reprezintă valoarea inferioară a frecvenței de tăiere.
Schimbare de fază
Filtrele trece-bandă sunt filtre de ordinul doi. Înseamnă prezența a două combinații de elemente pasive în circuitul său. Unghiul de fază pentru filtrele de ordinul doi va fi de două ori mai mare decât unghiul de fază al filtrelor de ordinul întâi. Înseamnă că unghiul de fază va fi de 180 de grade în filtrul trece bandă. Schimbarea de fază a indicat +90 de grade până la frecvența centrală și -90 de grade după punctul de frecvență centrală.
Frecvențele de tăiere superioare și inferioare
Valorile de frecvență superioară și inferioară pot fi calculate la fel ca și calculele de frecvență în filtrele de trecere de bandă joasă și înaltă. Expresia generală este dată de:
Exemplu:
Urmează să fie proiectat un filtru trece-bandă care să permită frecvențe între 5 kHz și 40 kHz. Presupunând că rezistențele sunt de 20 kΩ, calculați valorile condensatorului și desenați filtrul final trece-bandă.
Folosind expresia generală a frecvenței de tăiere superioare și inferioare:
Valoarea condensatorului de trecere înaltă poate fi calculată utilizând limita inferioară de frecvență:
Valoarea capacitorului trece-jos poate fi calculată folosind limita de frecvență mai mare:
Concluzie
Filtrele de trecere în bandă funcționează pe principiul trecerii unui interval selectiv de frecvențe în timp ce le blochează pe toate cele inferioare sau superioare. Acestea sunt compuse atât din rețelele de filtru trece jos, cât și din rețelele de filtru trece înalt în construcția lor.