Pasivni pasovni filter
Pasovni filter loči določen obseg frekvenc od drugih v določeni frekvenčni skupini. Nekatera sofisticirana električna vezja se morda ne bodo zdela primerna, da bi dovolila zelo nizkim frekvencam pri 0 Hz ali zelo visokim frekvencam, da gredo skozi njih, pasivni pasovni filter opravlja funkcije frekvenčne selektivnosti, odvisno od kombinacij serijskega upora in kondenzatorja v njihovem vezju. Blokirajo tako spodnje kot zgornje frekvence zunaj svojega selektivnega pasovnega območja. Ti filtri so sestavljeni iz nizkopasovnih in visokoprepustnih filtrov.
Gradnja
Tipičen pasovni filter predstavlja dve omrežji RC, kot je prikazano spodaj:
Eno RC omrežje se uporablja zaporedno, medtem ko se drugo RC omrežje uporablja vzporedno. Vrednosti mejne frekvence je mogoče nadzorovati z vrednostmi upora in kondenzatorja, ki se uporabljajo v vezju pasovnega filtra. Omogoča lahko širok razpon frekvenc ali ozek razpon frekvenc, odvisno od vrednosti mejne frekvence. Zato se določen obseg pasovnih frekvenc imenuje pasovna širina.
Krivulja frekvenčnega odziva
Krivulja frekvenčnega odziva je prikazana spodaj. Krivulja frekvenčnega odziva prikazuje dve meji mejne frekvence: spodnjo mejo mejne frekvence fL in mejo visoke mejne frekvence fH. Vse frekvence pod spodnjo mejno frekvenco fL so blokirane, dokler se izhod pasovnega filtra ne dvigne pri strmini 20 db/dekado. Izhodna vrednost nato doseže največjo vrednost 70,7 % in ostane konstantna za določen obseg frekvenc, dokler ni dosežena višja frekvenčna meja fH. Izhod začne spet padati pri nagibu -20db/desetletje.
Največji dobiček -3db je bil označen tako v naraščajočem kot v padajočem trendu na spodnji sliki. Zato geometrična sredina teh dveh frekvenčnih točk zagotavlja resonančno točko ali središčno frekvenčno točko.
Resonančna frekvenca
Geometrična sredina zgornje mejne frekvence in spodnje mejne frekvence je izražena kot:
fr predstavlja središčno frekvenco, medtem ko fh predstavlja zgornjo vrednost mejne frekvence, fl pa spodnjo vrednost mejne frekvence.
Fazni premik
Pasovni filtri so filtri drugega reda. To pomeni prisotnost dveh kombinacij pasivnih elementov v njegovem vezju. Fazni kot za filtre drugega reda bo dvakrat večji od faznega kota filtrov prvega reda. To pomeni, da mora biti fazni kot v pasovnem filtru 180 stopinj. Fazni premik je pokazal +90 stopinj do središčne frekvence in -90 stopinj za središčno frekvenčno točko.
Zgornje in spodnje mejne frekvence
Vrednosti zgornje in spodnje frekvence je mogoče izračunati tako kot izračune frekvence v nizko- in visokopasovnih filtrih. Splošni izraz je podan z:
primer:
Oblikovati je treba pasovni filter, ki omogoča frekvence med 5 kHz in 40 kHz. Ob predpostavki, da so upori 20 kΩ, izračunajte vrednosti kondenzatorja in narišite končni pasovni filter.
Uporaba splošnega izraza zgornje in spodnje mejne frekvence:
Vrednost visokoprepustnega kondenzatorja je mogoče izračunati z uporabo spodnje frekvenčne meje:
Vrednost nizkoprepustnega kondenzatorja je mogoče izračunati z uporabo višje frekvenčne meje:
Zaključek
Pasovni filtri delujejo na principu prepuščanja selektivnega obsega frekvenc, medtem ko blokirajo vse nižje ali višje. V svoji konstrukciji so sestavljeni iz omrežij nizkopasovnih in visokofrekvenčnih filtrov.