Filtros pasivos de paso de banda
Filtros pasivos de paso de bandase puede fabricar conectando un filtro de paso bajo con un filtro de paso alto.
El filtro pasivo de paso de banda se puede usar para aislar o filtrar ciertas frecuencias dentro de una banda o rango de frecuencias específico. La frecuencia de corte (ƒc) en un filtro pasivo RC simple se puede controlar con precisión usando solo una resistencia en serie con un condensador no polarizado. Dependiendo de la polaridad de la conexión, se obtiene un filtro de paso bajo o de paso alto.
Una aplicación sencilla de este tipo de filtros pasivos se encuentra en circuitos o amplificadores de audio, como los filtros de cruce de altavoces o los controles de tono de preamplificadores. En ocasiones, es necesario dejar pasar únicamente un rango específico de frecuencias que no comience en 0 Hz (CC) ni termine en un punto de alta frecuencia superior, sino que se encuentre dentro de una banda de frecuencias determinada, ya sea estrecha o ancha.
Al conectar en serie un circuito de filtro de paso bajo con un circuito de filtro de paso alto, podemos crear otro tipo de filtro RC pasivo que deja pasar un rango o banda de frecuencias seleccionada, que puede ser estrecha o ancha, a la vez que atenúa las frecuencias fuera de este rango. Esta nueva configuración de filtro pasivo produce un filtro selectivo de frecuencia conocido comúnmente como filtro de paso de banda o BPF.
A diferencia de los filtros de paso bajo, que solo dejan pasar señales de baja frecuencia, o los filtros de paso alto, que dejan pasar señales de alta frecuencia, los filtros de paso de banda dejan pasar señales dentro de una determinada banda o rango de frecuencias sin distorsionar la señal de entrada ni introducir ruido adicional. Esta banda de frecuencias puede tener cualquier ancho y se conoce comúnmente como ancho de banda del filtro.
El ancho de banda se define comúnmente como el rango de frecuencia que existe entre dos puntos de corte de frecuencia especificados (ƒc), que están 3 dB por debajo del centro máximo o pico resonante, atenuando o debilitando los demás fuera de estos dos puntos.
Para frecuencias ampliamente distribuidas, podemos definir el término «ancho de banda» (BW) como la diferencia entre la frecuencia de corte inferior (ƒcLOWER) y la frecuencia de corte superior (ƒcHIGHER). En otras palabras, BW = ƒH – ƒL. Evidentemente, para que un filtro de paso de banda funcione correctamente, la frecuencia de corte del filtro de paso bajo debe ser mayor que la frecuencia de corte del filtro de paso alto.
El filtro de paso de banda «ideal» también puede usarse para aislar o filtrar ciertas frecuencias dentro de una banda específica, por ejemplo, para la cancelación de ruido. Los filtros de paso de banda se conocen generalmente como filtros de segundo orden (de dos polos) porque tienen dos componentes reactivos, los condensadores, en su diseño de circuito. Un condensador en el circuito de paso bajo y otro en el circuito de paso alto.
El diagrama de Bode o curva de respuesta en frecuencia que se muestra arriba ilustra las características del filtro paso banda. En este caso, la señal se atenúa en bajas frecuencias, aumentando la salida con una pendiente de +20 dB/década (6 dB/octava) hasta que la frecuencia alcanza la frecuencia de corte inferior ƒL. A esta frecuencia, la tensión de salida vuelve a ser 1/√2 = 70,7 % del valor de la señal de entrada, o -3 dB (20*log(VOUT/VIN)) de la entrada.
La salida mantiene su ganancia máxima hasta alcanzar el punto de corte superior ƒH, donde disminuye a razón de -20 dB/década (6 dB/octava), atenuando las señales de alta frecuencia. El punto de máxima ganancia de salida suele ser la media geométrica de los dos valores de -3 dB entre los puntos de corte inferior y superior, y se denomina frecuencia central o pico de resonancia ƒr. Esta media geométrica se calcula mediante la fórmula ƒr² = ƒ(superior) × ƒ(inferior).
Afiltro de paso de bandaSe considera un filtro de segundo orden (de dos polos) porque tiene dos componentes reactivos en su estructura de circuito; por lo tanto, el ángulo de fase será el doble que el de los filtros de primer orden vistos anteriormente, es decir, 180°. El ángulo de fase de la señal de salida adelanta al de la entrada en +90° hasta la frecuencia central o de resonancia, donde se vuelve de cero grados (0°) o está en fase, y luego se retrasa con respecto a la entrada en -90° a medida que aumenta la frecuencia de salida.
Los puntos de frecuencia de corte superior e inferior para un filtro de paso de banda se pueden encontrar utilizando la misma fórmula que para los filtros de paso bajo y paso alto, por ejemplo.
Las unidades vienen de serie con conectores hembra SMA o N, o conectores de 2,92 mm, 2,40 mm y 1,85 mm para componentes de alta frecuencia.
También podemos personalizar el filtro de paso de banda según sus necesidades. Puede acceder a la página de personalización para indicarnos las especificaciones que necesita.
Fecha de publicación: 6 de septiembre de 2022
