Os filtros passa-banda e de rejeição de banda têm o benefício combinado de passa-baixa e passa-alta. Eles são feitos conectando o passa-baixo e o passa-alto de diferentes frequências de corte. É benéfico quando você deseja ou deseja rejeitar apenas uma determinada banda de frequências. Eles são muito usados na investigação de áudio liberado de uma caixa preta do avião para isolar a voz humana do resto dos ruídos.
Este artigo tentará criar filtros simples usando componentes eletrônicos de hardware. Também analisaremos as entradas e saídas do osciloscópio.
Filtro passa-banda
Como sabemos, o filtro passa-banda passa a banda dos componentes de frequência de qualquer sinal sem atenuação (diminuição de potência). Os componentes de frequência passa-banda podem ser definidos usando a frequência de corte do filtro de hardware projetado.
A especificação do filtro passa-banda projetado é fornecida no projeto abaixo.
Em figura 1, o circuito fornecido tem uma frequência de banda passante de aproximadamente 4,8 KHz-16 KHz. Portanto este filtro irá atenuar as frequências abaixo de 4,8 KHz e acima de 16 KHz e passar as componentes de frequência acima de 4,8 KHz e abaixo de 16Khz. O sinal de entrada tem uma amplitude pico a pico de 5 Volts.
Estágio de filtro passa-alta: O valor do capacitor necessário com um valor de resistor de 10 KOhm para formar um filtro passa-alta é calculado como
C = 1/2PiFeuR
Estágio de filtro passa-baixa: O valor do capacitor necessário com um valor de resistor de 10 KOhm para formar um filtro passa-alta é calculado como
C = 1/2PiFHR
A figura abaixo mostra o projeto completo do filtro passa-banda.
Figura 1: Filtro passa-banda de 4,8 KHz a 16 KHz
Este circuito é um circuito passa-baixa básico com frequência de corte de 16 KHz e um circuito passa-alta com frequência de corte de 4,8 KHz conectados em série.
Na tela abaixo do osciloscópio, a entrada está em vermelho e a saída em amarelo. E é claramente mostrado que uma baixa frequência de 1000 Hz (Figura 2) e 50 KHz (Figura 4) são atenuados enquanto a frequência de 4,8 (5KHz) (Figura 3) KHz é passada como está.
Sonda vermelha – Frequência do sinal de entrada
Sonda amarela – Frequência do sinal de saída
Figura 2. Frequência de 1KHz atenuada
Frequência 1KHz – Frequência fora da banda passante, portanto, atenuada.
Figura 3. A frequência de 5KHz é passada como está
Frequência 5 KHz – Parte da frequência da banda passante, portanto, passada como está
Figura 4. A frequência de 50KHz é atenuada
Frequência 50 KHz – Frequência fora da banda passante, portanto, atenuada.
Filtro de rejeição de banda
O filtro Bandpass atenua uma banda de componentes de frequência de qualquer sinal. Os componentes de frequência de rejeição de passagem podem ser definidos usando a frequência de corte do filtro de hardware projetado.
A especificação do filtro passa-banda projetado é fornecida no projeto abaixo.
Estágio de filtro passa-alta: O valor do capacitor necessário com um valor de resistor de 10 KOhm para formar um filtro passa-alta é calculado como
C = 1/2PiFHR
Estágio de filtro passa-baixa: O valor do capacitor necessário com um valor de resistor de 10 KOhm para formar um filtro passa-alta é calculado como
C = 1/2PiFeuR
A especificação do filtro passa-banda projetado é fornecida no projeto abaixo.
Figura. 5: Esquema do filtro de rejeição de banda 4,8 Hz -16 Khz
O circuito acima consiste em um filtro passa-baixa e um filtro passa-alta com saídas conectadas através de um diodo Schottky de baixa tensão direta. Este diodo atua como uma porta OR e evita a corrente reversa.
O design acima tem uma frequência de rejeição de banda de aproximadamente 4,8 KHz-16 KHz. Portanto este filtro irá atenuar as frequências abaixo de 16 KHz e acima de 4,8 KHz e passar as componentes de frequência acima de 16 KHz e abaixo de 4,8 KHz. O sinal de entrada tem uma amplitude pico a pico de 5 Volts.
Na tela abaixo do osciloscópio, a entrada está em vermelho e a saída em amarelo. E é claramente mostrado que uma frequência baixa de 1000 Hz (Figura 5) e 30 KHz (Figura 7) é passada como está enquanto a frequência de 6 KHz (Figura 6) é atenuada.
Sonda vermelha – Frequência do sinal de entrada
Sonda amarela – Frequência do sinal de saída
Figura 6. Frequência de 1 KHz é passada
Frequência 1 KHz – Não faz parte da frequência de rejeição da banda, portanto, é passada como está.
Figura 7. A frequência de 6KHz é atenuada
Frequência 6 KHz – Parte da banda rejeita a frequência e, portanto, é atenuada.
Figura 8. Frequência de 30KHz é passada
Frequência 30 KHz – Não faz parte da frequência de rejeição da banda, portanto, é passada como está. Acima de tudo, a figura explica a teoria com implementações práticas.