9.12 : Odpowiedź na częstotliwość

Filtry pasywne służą do kształtowania widma częstotliwości sygnałów w różnorodnych zastosowaniach. Filtry te, wykorzystujące wyłącznie elementy pasywne, takie jak rezystory (R), cewki indukcyjne (L) i kondensatory (C), są w stanie selektywnie zezwalać lub blokować określone zakresy częstotliwości bez potrzeby stosowania zewnętrznych źródeł zasilania.

Filtry dolnoprzepustowe

Filtry dolnoprzepustowe przeznaczone są do przesyłania sygnałów o częstotliwościach niższych niż częstotliwość odcięcia ω_c i tłumienia sygnałów powyżej tej częstotliwości. Częstotliwość odcięcia jest określona przez:

Są one powszechnie stosowane do kierowania sygnałów audio do głośników niskotonowych lub subwooferów, zapewniając, że do tych urządzeń docierają tylko częstotliwości basowe. Typową funkcję przenoszenia H(s) dla filtra dolnoprzepustowego RC podaje wzór:

W tym równaniu V_o jest napięciem wyjściowym, V_i jest napięciem wejściowym, ω jest częstotliwością kątową, R jest rezystancją, a C jest pojemnością.

Filtry górnoprzepustowe

Natomiast filtry górnoprzepustowe przepuszczają częstotliwości powyżej ω_c, blokując te poniżej. Filtry te odgrywają kluczową rolę w kierowaniu komponentów wysokiej częstotliwości do głośników wysokotonowych w systemach audio. Filtr górnoprzepustowy RC ma następującą funkcję przenoszenia:

Filtry pasmowo-przepustowe

Filtry pasmowo-przepustowe zaprojektowano tak, aby przepuszczały pasmo częstotliwości, dzięki czemu idealnie nadają się do kanałów obsługujących średnie częstotliwości audio.

Filtry pasmowe

Są one również znane jako filtry wycinające; filtry pasmowo-zaporowe odrzucają określone pasmo częstotliwości, aby uniknąć zakłóceń, co jest szczególnie przydatne w złożonych systemach elektronicznych, w których wiele sygnałów nakłada się.

Konstrukcja filtrów pasywnych opiera się na delikatnej równowadze w wyborze właściwych wartości komponentów, aby osiągnąć pożądane częstotliwości odcięcia i poziomy tłumienia.