Low-Pass és High-Pass szűrők

Passzív szűrők

A passzív szűrők nem igényelnek külső energiaforrást a működésükhöz. Az egyszerű szűrők ellenállásból és kondenzátorból vagy tekercsből állnak. A két utóbbi alkatrész azért alkalmas a feladatra, mivel frekvenciától függően változik az ellenállásuk, eltérő módon viselkednek alacsony és magas frekvencián.

Aluláteresztő szűrő (LPF)

Ahogy a neve is mutatja, az alacsony frekvenciákat átengedi és a magasabb frekvenciákat blokkolja. A vágási frekvencia, más néven határfrekvencia az a pont, ahol a szűrő kimeneti jele csökkeni kezd, egészen pontosan itt csökken a teljesítmények aránya a felére (-3 dB).

Egyszerűen építhető aluláteresztő szűrő ellenállásból és kondenzátorból. A feszültségosztás elvéből kiindulva sorba van kapcsolva a két alkatrész, a szűrő kimeneti jele a kondenzátor feszültsége. Mivel egy kondenzátor magas frekvencián kis ellenállásként viselkedik, emiatt ekkor a kimeneti feszültség is kisebb lesz.

$ f_v = \dfrac{1}{2 \pi ⋅ R ⋅ C } $

Bode-diagram:

RL aluláteresztő szűrő:

Ellenállásból és tekercsből is alkotható aluláteresztő szűrő, azonban itt fordítva vannak sorba kapcsolva, az ellenállás feszültsége a kimenet. Magas frekvencián a tekercs nagy ellenállás, kisebb a kimeneti feszültség.

$ f_v = \dfrac{R}{2 \pi ⋅ L} $

Felüláteresztő szűrő (HPF)

Ha egy határfrekvenciánál alacsonyabb frekvenciákat kell blokkolni egy jelből, akkor felüláteresztő szűrőre van szükség. Alul- és felüláteresztő szűrők esetében is a frekvenciák szűrése fokozatos, a vágási frekvenciától távolodva dekádonként 20 dB a jel erősségének csökkenése, tehát nem azonnali.

Ellenállásból és kondenzátorból (RC) úgy építhető felüláteresztő szűrő, hogy a feszültségosztóban a kimenet az ellenállás feszültsége, így magas frekvencián a kondenzátor miatt a kimeneten nagyobb feszültség esik.

$ f_v = \dfrac{1}{2 \pi ⋅ R ⋅ C } $

Bode-diagram:

RL felüláteresztő szűrő:

Az elv ugyan az, mint minden eddigi RC és RL passzív szűrő esetében. A feszültségosztóban a kimeneten egy tekercs van, amelyen alacsony frekvencián kis feszültség esik, megvalósul az alacsony frekvenciák szűrése.

$ f_v = \dfrac{R}{2 \pi ⋅ L} $