9.12 : Risposta in Frequenza

I filtri passivi vengono utilizzati per modellare lo spettro di frequenza dei segnali in una vasta gamma di applicazioni. Questi filtri, utilizzando solo elementi passivi come resistori (R), induttori (L) e condensatori (C), sono in grado di consentire o bloccare selettivamente determinati intervalli di frequenza senza la necessità di fonti di alimentazione esterne.

Filtri passa-basso

I filtri passa-basso sono progettati per trasmettere segnali con frequenze inferiori alla frequenza di taglio, ωc, e attenuare quelli al di sopra di essa. La frequenza di taglio è definita da:

Vengono comunemente utilizzati per instradare i segnali audio ai woofer o ai subwoofer, garantendo che solo le frequenze dei bassi raggiungano questi dispositivi. La tipica funzione di trasferimento H(s), per un filtro passa basso RC è data da:

In questa equazione, V_o è la tensione di uscita, V_i è la tensione di ingresso, ω è la frequenza angolare, R è la resistenza e C è la capacità.

Filtri passa-alto

Al contrario, i filtri passa-alto consentono il passaggio delle frequenze superiori a ωc bloccando quelle inferiori. Questi filtri sono fondamentali per dirigere i componenti ad alta frequenza verso i tweeter nei sistemi audio. Un filtro passa-alto RC ha la seguente funzione di trasferimento:

Filtri passa banda

I filtri passa banda sono progettati per far passare una banda di frequenze, rendendoli ideali per i canali dedicati alle frequenze audio di fascia media.

Filtri elimina-banda

Questi sono anche conosciuti come filtri notch; I filtri elimina banda respingono una banda specifica di frequenze per evitare interferenze, il che è particolarmente utile nei sistemi elettronici complessi in cui più segnali si sovrappongono.

La progettazione dei filtri passivi è un delicato equilibrio tra la selezione dei giusti valori dei componenti per ottenere le frequenze di taglio e i livelli di attenuazione desiderati.