Filtros de paso de banda pasivos
Filtros de paso de banda pasivospódese facer conectando un filtro de paso baixo cun filtro de paso alto
O filtro de paso de banda pasivo pódese usar para illar ou filtrar certas frecuencias que se atopan dentro dunha banda ou rango de frecuencias particular. A frecuencia de corte ou punto ƒc nun filtro pasivo RC sinxelo pódese controlar con precisión usando unha soa resistencia en serie cun condensador non polarizado e, dependendo de en que dirección estean conectados, vimos que se obtén un filtro de paso baixo ou un filtro de paso alto.
Un uso sinxelo destes tipos de filtros pasivos é en aplicacións ou circuítos de amplificadores de audio, como os filtros de crossover de altofalantes ou os controis de ton de preamplificadores. Ás veces é necesario deixar pasar só un certo rango de frecuencias que non comezan en 0 Hz (CC) nin rematan nalgún punto de frecuencia alta superior, senón que están dentro dun certo rango ou banda de frecuencias, xa sexa estreita ou ampla.
Ao conectar ou "poñer en cascada" un único circuíto de filtro de paso baixo cun circuíto de filtro de paso alto, podemos producir outro tipo de filtro RC pasivo que deixa pasar un rango ou "banda" seleccionada de frecuencias que poden ser estreitas ou amplas, á vez que atenúa todas as que están fóra deste rango. Este novo tipo de disposición de filtro pasivo produce un filtro selectivo de frecuencia coñecido comunmente como filtro de paso de banda ou BPF para abreviar.
A diferenza do filtro de paso baixo, que só deixa pasar sinais dun rango de frecuencias baixas, ou do filtro de paso alto, que deixa pasar sinais dun rango de frecuencias máis alto, un filtro de paso de banda deixa pasar sinais dentro dunha determinada "banda" ou "dispersión" de frecuencias sen distorsionar o sinal de entrada nin introducir ruído adicional. Esta banda de frecuencias pode ter calquera ancho e coñécese comunmente como ancho de banda dos filtros.
O ancho de banda defínese habitualmente como o rango de frecuencias que existe entre dous puntos de corte de frecuencia especificados (ƒc), que están 3 dB por debaixo do central máximo ou pico resonante mentres atenúan ou debilitan os outros fóra destes dous puntos.
Entón, para frecuencias moi dispersas, podemos definir simplemente o termo "ancho de banda", BW, como a diferenza entre os puntos de frecuencia de corte máis baixa (ƒcLOWER) e de frecuencia de corte máis alta (ƒcHIGHER). Noutras palabras, BW = ƒH – ƒL. É evidente que para que un filtro de banda de paso funcione correctamente, a frecuencia de corte do filtro de paso baixo debe ser maior que a frecuencia de corte do filtro de paso alto.
O filtro de paso de banda "ideal" tamén se pode usar para illar ou filtrar certas frecuencias que se atopan dentro dunha banda de frecuencias particular, por exemplo, a cancelación de ruído. Os filtros de paso de banda coñécense xeralmente como filtros de segunda orde (bipolares) porque teñen "dous" compoñentes reactivos, os condensadores, dentro do seu deseño de circuíto. Un condensador no circuíto de paso baixo e outro condensador no circuíto de paso alto.
O diagrama de Bode ou curva de resposta de frecuencia anterior mostra as características do filtro de paso de banda. Aquí, o sinal atenúase a baixas frecuencias, coa saída aumentando cunha pendente de +20 dB/década (6 dB/oitava) ata que a frecuencia alcanza o punto de "corte inferior" ƒL. Nesta frecuencia, a tensión de saída é de novo 1/√2 = 70,7 % do valor do sinal de entrada ou -3 dB (20*log(VOUT/VIN)) da entrada.
A saída continúa coa ganancia máxima ata alcanzar o punto de "corte superior" ƒH, onde a saída diminúe a unha taxa de -20 dB/década (6 dB/oitava) atenuando calquera sinal de alta frecuencia. O punto de ganancia máxima de saída é xeralmente a media xeométrica dos dous valores de -3 dB entre os puntos de corte inferior e superior e chámase valor de "frecuencia central" ou "pico resonante" ƒr. Este valor medio xeométrico calcúlase como ƒr² = ƒ(SUPERIOR) x ƒ(INFERIOR).
Afiltro de paso de bandaconsidérase un filtro de tipo de segunda orde (bipolar) porque ten "dous" compoñentes reactivos dentro da súa estrutura de circuíto, entón o ángulo de fase será o dobre que o dos filtros de primeira orde vistos anteriormente, é dicir, 180o. O ángulo de fase do sinal de saída AVANZA o da entrada en +90o ata a frecuencia central ou resonante, o punto ƒr onde se converte en "cero" graos (0o) ou "en fase" e despois cambia a ATRASAR a entrada en -90o a medida que aumenta a frecuencia de saída.
Os puntos de frecuencia de corte superior e inferior para un filtro de paso de banda pódense atopar usando a mesma fórmula que para os filtros de paso baixo e alto. Por exemplo,
As unidades veñen de serie con conectores SMA ou N femia, ou conectores de 2,92 mm, 2,40 mm e 1,85 mm para compoñentes de alta frecuencia.
Tamén podemos personalizar o filtro de paso de banda segundo os seus requisitos. Pode acceder á páxina de personalización para proporcionar as especificacións que precisa.
Data de publicación: 06-09-2022
