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 dell'ordine di collegamento, si ottiene un filtro passa-basso o passa-alto.
Un semplice utilizzo di questi tipi di filtri passivi si trova negli amplificatori audio o nei circuiti, come ad esempio nei filtri crossover per altoparlanti o nei controlli di tono dei preamplificatori. Talvolta è necessario far passare solo una determinata gamma di frequenze che non iniziano a 0 Hz (CC) o terminano a una frequenza elevata, ma rientrano in un certo intervallo o banda di frequenze, stretta o ampia che sia.
Collegando o "in cascata" un singolo circuito filtro passa-basso con un circuito filtro passa-alto, possiamo realizzare un altro tipo di filtro RC passivo che lascia passare una gamma o "banda" di frequenze selezionata, che può essere stretta o ampia, attenuando al contempo tutte quelle al di fuori di tale intervallo. Questa nuova configurazione di filtro passivo produce un filtro selettivo in frequenza, comunemente noto come filtro passa-banda o BPF.
A differenza del filtro passa-basso, che lascia passare solo segnali a bassa frequenza, e del filtro passa-alto, che lascia passare segnali ad alta frequenza, un filtro passa-banda lascia passare i segnali all'interno di una determinata "banda" o "intervallo" di frequenze senza distorcere il segnale in 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 picco centrale o di risonanza massimo, attenuando o indebolendo al contempo gli altri al di fuori di questi due punti.
Quindi, per frequenze ampiamente disperse, possiamo semplicemente definire il termine "larghezza di banda", BW, come la differenza tra la frequenza di taglio inferiore (ƒcLOWER) e la frequenza di taglio 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 particolare 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 nel circuito passa-alto.
Il diagramma di Bode o curva di risposta in frequenza sopra riportata mostra le caratteristiche del filtro passa-banda. In questo caso, il segnale viene attenuato alle basse frequenze, con l'uscita che aumenta con una pendenza di +20 dB/decade (6 dB/ottava) fino a quando la frequenza raggiunge il punto di "taglio inferiore" ƒL. A questa frequenza, la tensione di uscita è nuovamente pari a 1/√2 = 70,7% del valore del segnale di ingresso, ovvero -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 a -3 dB compresi tra il punto di taglio inferiore e quello superiore ed è chiamato "frequenza centrale" o "picco di risonanza" ƒr. Questo valore medio geometrico si calcola come ƒr² = ƒ(SUPER) x ƒ(INFERIORE).
Afiltro passa-bandaè considerato un filtro di tipo secondo ordine (a due poli) perché ha "due" componenti reattivi all'interno della sua struttura circuitale, quindi l'angolo di fase sarà il doppio di quello dei filtri del primo ordine visti in precedenza, cioè 180°. L'angolo di fase del segnale di uscita ANTICIPA quello dell'ingresso di +90° fino alla frequenza centrale o di risonanza, punto ƒr dove 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 fornite di serie con connettori SMA o N femmina, oppure con 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: 6 settembre 2022
