Pasivni pojasni filtar
Pojasni filtar odvaja određeni raspon frekvencija od ostalih unutar određene frekvencijske grupe. Neki sofisticirani električni krugovi možda neće smatrati prikladnim za dopuštanje vrlo niskih frekvencija na 0Hz ili vrlo visokih frekvencija da prođu kroz njih, pasivni pojasni filtar obavlja funkcije selektivnosti frekvencije ovisno o serijskim kombinacijama otpornika i kondenzatora u njihovom krugu. Blokiraju i niže i gornje frekvencije izvan svog selektivnog pojasnog raspona. Ovi filtri se sastoje od niskopropusnih i visokopropusnih filtara.
Izgradnja
Tipični pojasni filtar predstavit će dvije RC mreže kao što je prikazano u nastavku:
Jedna RC mreža se koristi u nizu, dok se druga RC mreža koristi paralelno. Vrijednosti granične frekvencije mogu se kontrolirati preko vrijednosti otpornika i kondenzatora koji se koriste u krugu pojasnog filtra. Može dopustiti širok raspon frekvencija ili uzak raspon frekvencija, ovisno o vrijednostima granične frekvencije. Stoga se određeni raspon propusnih frekvencija naziva propusnost.
Krivulja frekvencijskog odziva
Dolje je prikazana krivulja frekvencijskog odziva. Krivulja frekvencijskog odziva pokazuje dvije granice granične frekvencije: granicu donje granične frekvencije fL i visoku granicu granične frekvencije fH. Sve frekvencije ispod niže granične frekvencije fL blokirane su sve dok izlazni učinak pojasnog filtra ne poraste na nagibu od 20 db/dekadi. Izlaz tada doseže maksimalnu vrijednost od 70,7% i ostaje konstantan za određeni raspon frekvencija sve dok se ne dosegne viša granica frekvencije fH. Izlaz ponovno počinje padati na nagibu od -20db/dekadi.
Maksimalni dobitak od -3db označen je iu rastućem i u padajućem trendu na donjoj slici. Stoga geometrijska sredina ovih dviju frekvencijskih točaka daje točku rezonancije ili središnju frekvencijsku točku.
Rezonantna frekvencija
Geometrijska sredina gornje granične frekvencije i donje granične frekvencije izražava se kao:
fr predstavlja središnju frekvenciju, dok fh predstavlja gornju vrijednost granične frekvencije, a fl označava donju vrijednost granične frekvencije.
Pomak faze
Pojasni propusni filtri su filtri drugog reda. To znači prisutnost dvije kombinacije pasivnih elemenata u njegovom krugu. Fazni kut za filtre drugog reda bit će dvostruko veći od faznog kuta filtara prvog reda. To znači da fazni kut mora biti 180 stupnjeva u pojasnom filtru. Fazni pomak je pokazao +90 stupnjeva do središnje frekvencije i -90 stupnjeva nakon središnje frekvencijske točke.
Gornje i donje granične frekvencije
Vrijednosti gornje i donje frekvencije mogu se izračunati baš kao i izračuni frekvencije u niskopojasnim filtrima. Opći izraz dat je pomoću:
Primjer:
Treba dizajnirati pojasni filtar koji omogućuje frekvencije između 5kHz i 40kHz. Pod pretpostavkom da su otpornici 20 kΩ, izračunajte vrijednosti kondenzatora i nacrtajte konačni pojasni filtar.
Korištenje općeg izraza gornje i donje granične frekvencije:
Vrijednost visokopropusnog kondenzatora može se izračunati koristeći donju frekvencijsku granicu:
Vrijednost niskopropusnog kondenzatora može se izračunati koristeći višu frekvencijsku granicu:
Zaključak
Pojasni filteri rade na principu propuštanja selektivnog raspona frekvencija dok blokiraju sve niže ili više. Oni se u svojoj konstrukciji sastoje od mreža niskopropusnog filtra i visokopropusnog filtra.