Filtri passa-banda passivipuò essere realizzato collegando insieme un filtro passa-basso con un filtro passa-alto
Il filtro passa-banda passivo può essere utilizzato per isolare o filtrare determinate frequenze che rientrano in una particolare banda o intervallo di frequenze. La frequenza di taglio o punto ƒc in un semplice filtro RC passivo può essere controllata con precisione utilizzando un singolo resistore in serie con un condensatore non polarizzato e, a seconda del modo in cui vengono collegati, abbiamo visto che si ottiene un filtro passa-basso o passa-alto.
Un semplice utilizzo per questi tipi di filtri passivi è nelle applicazioni o nei circuiti di amplificazione audio, come i filtri crossover degli altoparlanti o i controlli di tono dei preamplificatori. A volte è necessario far passare solo un certo intervallo di frequenze che non inizia a 0 Hz (CC) o termina a un punto di alta frequenza, ma rientra in un certo intervallo o banda di frequenze, stretta o ampia.
Collegando o "mettendo in cascata" un singolo circuito di filtro passa-basso con un circuito di filtro passa-alto, possiamo produrre un altro tipo di filtro RC passivo che lascia passare un intervallo selezionato o "banda" di frequenze, che può essere stretta o ampia, attenuando tutte quelle al di fuori di questo intervallo. Questo nuovo tipo di configurazione di filtro passivo produce un filtro selettivo in frequenza, comunemente noto come filtro passa-banda o BPF in breve.
A differenza del filtro passa-basso, che lascia passare solo segnali di bassa frequenza, o del filtro passa-alto, che lascia passare segnali di frequenza più alta, un filtro passa-banda lascia passare i segnali entro una certa "banda" o "dispersione" di frequenze senza distorcere il segnale di ingresso o introdurre rumore aggiuntivo. Questa banda di frequenze può avere qualsiasi ampiezza ed è comunemente nota come larghezza di banda del filtro.
La larghezza di banda è comunemente definita come l'intervallo di frequenza che esiste tra due punti di taglio di frequenza specificati (ƒc), che sono 3 dB al di sotto del centro massimo o del picco risonante, attenuando o indebolisce gli altri al di fuori di questi due punti.
Quindi, per frequenze ampiamente distribuite, possiamo semplicemente definire il termine "larghezza di banda", BW come la differenza tra i punti di frequenza di taglio inferiore (ƒcLOWER) e superiore (ƒcHIGHER). In altre parole, BW = ƒH – ƒL. Chiaramente, affinché un filtro passa-banda funzioni correttamente, la frequenza di taglio del filtro passa-basso deve essere superiore alla frequenza di taglio del filtro passa-alto.
Il filtro passa-banda "ideale" può essere utilizzato anche per isolare o filtrare determinate frequenze che rientrano in una specifica banda di frequenze, ad esempio per la cancellazione del rumore. I filtri passa-banda sono generalmente noti come filtri del secondo ordine (a due poli) perché presentano "due" componenti reattivi, i condensatori, all'interno del loro circuito. Un condensatore nel circuito passa-basso e un altro condensatore nel circuito passa-alto.
Il diagramma di Bode o curva di risposta in frequenza sopra riportato mostra le caratteristiche del filtro passa-banda. Qui il segnale viene attenuato alle basse frequenze con l'uscita che aumenta con una pendenza di +20 dB/Decade (6 dB/Ottava) fino a raggiungere il punto di "taglio inferiore" ƒL. A questa frequenza, la tensione di uscita è nuovamente 1/√2 = 70,7% del valore del segnale di ingresso o -3 dB (20*log(VOUT/VIN)) dell'ingresso.
L'uscita continua al massimo guadagno fino a raggiungere il punto di "taglio superiore" ƒH, dove l'uscita diminuisce a una velocità di -20 dB/Decade (6 dB/Ottava), attenuando eventuali segnali ad alta frequenza. Il punto di massimo guadagno in uscita è generalmente la media geometrica dei due valori di -3 dB tra i punti di taglio inferiore e superiore ed è chiamato valore di "frequenza centrale" o "picco di risonanza" ƒr. Questo valore medio geometrico è calcolato come ƒr 2 = ƒ(SUPERIORE) x ƒ(INFERIORE).
Afiltro passa-bandaè considerato un filtro di tipo di secondo ordine (bipolare) perché ha "due" componenti reattivi all'interno della sua struttura circuitale, quindi l'angolo di fase sarà il doppio di quello dei filtri di primo ordine visti in precedenza, ovvero 180°. L'angolo di fase del segnale di uscita ANTICIPA quello di ingresso di +90° fino al centro o frequenza di risonanza, punto in cui diventa "zero" gradi (0°) o "in fase" e poi cambia in RITARDO rispetto all'ingresso di -90° all'aumentare della frequenza di uscita.
I punti di frequenza di taglio superiore e inferiore per un filtro passa-banda possono essere trovati utilizzando la stessa formula utilizzata per i filtri passa-basso e passa-alto, ad esempio.
Le unità sono dotate di serie di connettori femmina SMA o N, oppure di connettori da 2,92 mm, 2,40 mm e 1,85 mm per componenti ad alta frequenza.
Possiamo anche personalizzare il filtro passa-banda in base alle vostre esigenze. Potete accedere alla pagina di personalizzazione per fornire le specifiche necessarie.
Data di pubblicazione: 06-09-2022
