Podstawowymi i zarazem najprostszymi filtrami pasywnymi są filtry dolnoprzepustowy (Rys. 5.3) oraz górnoprzepustowy (Rys. 5.4), zbudowane z elementów RC. Są to układy typu dzielniki napięcia, dla których określona jest częstotliwość graniczna definiująca pasmo przepustowe (pasmo 3 dB). W przypadku prostego filtra częstotliwość graniczna określona jest wzorem:
RdDWyq6VWtfis
Ilustracja przedstawia schemat. Po lewej stronie schematu znajduje się punkt u z indeksem dolnym we, od niego ciągnie się w prawo linia. Przechodzi ona przez prostokąt er, po czym rozdwaja się. Pierwsza część biegnie dalej w prawo do punktu opisanego jako u z indeksem dolnym wu igrek. Druga część skręca do dołu, przechodzi przez dwie poziome kreski opisane jako ce i biegnie dalej w dół do pojedynczej poziomej krótszej kreski. Tam kończy swój bieg.
Rys.5.3 Filtr dolnoprzepustowy
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.
R1LIBKniua7vA
Ilustracja przedstawia schemat. Po lewej stronie schematu znajduje się punkt opisany jako u z indeksem dolnym wu e, od niego ciągnie się w prawą stronę linia. Linia przechodzi przez punkt C oznaczony na schemacie jako dwie pionowe kreski ułożone obok siebie. Linia biegnie dalej w prawo, po czym rozdwaja się. Pierwsza jej część biegnie dalej w prawo do punktu u z indeksem dolnym wu igrek. Druga skręca ku dołowi i po przejściu przez prostokąt opisany literą er biegnie dalej w dół do poziomej kreski. Tam kończy swój bieg.
Rys.5.4 Filtr górnoprzepustowy
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.
Filtry RC – chociaż proste w swojej budowie – nie pozwalają uzyskać stromych charakterystyk częstotliwościowych. Aby poprawić pod tym względem właściwości filtrów, stosuje się układy rezonansowe, zawierające w swojej strukturze elementy LC.
Układy takie mają za zadanie przepuszczanie wybranej częstotliwości – jak filtr środkowoprzepustowy (Rys. 5.5), lub blokowanie częstotliwości o określonej wartości – jak filtr środkowozaporowy, tzw. pułapka (Rys. 5.6). Wartość częstotliwości związana jest z częstotliwością rezonansową szeregowego lub równoległego połączenia kondensatora i cewki.
RO5KUXJ1h2plZ
Ilustracja przedstawia schemat. Po lewej stronie schematu znajduje się punkt opisany jako u z indeksem dolnym wu e, od niego ciągnie się w prawą stronę linia. Linia przechodzi przez prostokąt er, biegnie dalej w prawo, po czym rozdwaja się. Pierwsza część biegnie w prawo do punktu u z indeksem dolnym wu igrek. Druga skręca w dół i biegnie do górnej ściany prostokąta. Na lewej ścianie prostokąta znajdują się cztery wybrzuszenia opisane jako el. Na prawej ścianie znajdują się dwie poziome kreski ułożone jedna pod drugą, opisane literą ce. Na dolnej ścianie znajduje się w połowie czarny punkt, z niego do dołu biegnie kreska do poziomej krótkiej kreski.
Rys.5.5 Filtr środkowoprzepustowy
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.
RTc1rIwiV6D5k
Ilustracja przedstawia schemat. Po lewej stronie schematu znajduje się punkt opisany jako u z indeksem dolnym wu e, od niego ciągnie się w prawą stronę linia. Linia przechodzi przez prostokąt er, biegnie dalej w prawo, po czym rozdwaja się. Pierwsza część biegnie w prawo do punktu u z indeksem dolnym wu igrek. Druga skręca w dół, trzykrotnie wybrzusza się, to miejsce opisane jest literą el, biegnie dalej w dół do dwóch poziomych kresek narysowanych jedna nad drugą opisanych literą ce. Linia biegnie dalej w dół, aż do poziomej krótkiej kreski.
Rys.5.6 Filtr środkowozaporowy (pułapka)
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.
Należy również zwrócić uwagę, że istnieją różne konfiguracje filtrów pasywnych. Szczególnie popularne są konfiguracje filtrów w układzie Πpi i układzie T.
Wybrane filtry pasywne LC (w układzie Πpi)
Filtr dolnoprzepustowy
1,1
R9Y0uz4AgcamR
Ilustracja przedstawia schemat. Schemat składa się z poziomych linii, dolnej i górnej, poprowadzonych od okrągłych białych punktów po prawej stronie do okrągłych białych punktów po lewej. Górna linia trzykrotnie wybrzusza się, ten element opisany jest literą el. Od linii dolnej do górnej, nieco za punktami zlokalizowanymi na końcach linii, ciągną się symetrycznie dwie linie łączące przechodzące przez punkty Ce umieszczone w połowie pionowych linii łączących. Punkt ce przedstawiony jest dwiema poziomymi kreskami ułożonymi jedna pod drugą.
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.
RrzwfRttUxsva
Ilustracja przedstawia wykres. Pozioma oś opisana jest omegą. Pionowa oś to ka, w nawiasie omega. Linia przedstawiona na wykresie zaczyna bieg na wysokości trzech czwartych osi pionowej. Na wysokości połowy wykresu względem osi poziomej zaczyna równomiernie opadać i dalszą drogę odbywa na poziomie zerowym względem osi pionowej.
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.
Filtr górnoprzepustowy
1,1
R13zRbTyGAsPx
Ilustracja przedstawia schemat. Schemat składa się z poziomych linii, dolnej i górnej, poprowadzonych od okrągłych białych punktów po prawej stronie do okrągłych białych punktów po lewej. Górna linia przechodzi przez element nazwany literą ce, są to dwie ułożone równolegle do siebie pionowe kreski. Od linii dolnej do górnej, nieco za punktami zlokalizowanymi na końcach linii, ciągną się symetrycznie dwie linie łączące się, trzykrotnie się wybrzuszające. Wybrzuszenia opisane są literą el.
Rys.5.9 Wybrane filtry pasywne LC - filtr górnoprzepustowy- schemat układu
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.
RQRzMWqMGnLy7
Ilustracja przedstawia wykres. Pozioma oś opisana jest omegą. Pionowa oś to ka, w nawiasie omega. Linia przedstawiona na wykresie zaczyna bieg na wysokości zero osi poziomej. Na wysokości połowy wykresu względem osi poziomej zaczyna równomiernie wzrastać, po osiągnięciu pewnej wysokości jej położenie względem osi poziomej nie zmienia się.
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.
Filtr środkowoprzepustowy
1,1
Rvl0Tv6qyXVu5
Ilustracja przedstawia schemat. Schemat przedstawia dwie równoległe poziome linie zakończone po obydwóch stronach okrągłymi białymi punktami. Góra linia rozdwaja się. Jej pierwsza odnoga biegnie w dół do górnej ściany prostokąta. Na lewej ścianie prostokąta znajdują się dwie poziome linie, opisane jako ce z indeksem dolnym dwa. Na prawym boku linia trzykrotnie wybrzusza się, to miejsce opisane jest symbolem el z indeksem dolnym dwa. Z dolnego boku prostokąta biegnie linia, która łączy się z poziomą linią znajdującą się na dole. Druga odnoga górnej linii przechodzi przez trzykrotne wybrzuszenie, opisane jako el z indeksem dolnym jeden, następnie przez dwie pionowe kreski opisane jako ce z indeksem dolnym jeden. Potem rozdwaja się. Pierwsza cześć biegnąca dalej w prawo dochodzi do końcowego punktu linii. Druga odnoga biegnie w dół do górnej ściany kolejnego prostokąta. Na lewej ścianie prostokąta znajdują się dwie poziome linie, opisane jako ce z indeksem dolnym dwa. Na prawym boku linia trzykrotnie wybrzusza się, to miejsce opisane jest symbolem el z indeksem dolnym dwa. Z dolnego boku prostokąta biegnie linia, która łączy się z poziomą linią znajdującą się na dole.
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.
R1UHCaFmbVJEe
Ilustracja przedstawia wykres. Pozioma oś opisana jest omegą. Pionowa oś opisana jest jako ka, w nawiasie omega. Wykres wchodzi od wartości zero względem osi pionowej, potem gwałtownie wzrasta na wysokość pięć szóstych wysokości osi pionowej, by tak samo gwałtownie opaść do wartości zero względem osi pionowej.
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.
Filtr środkowozaporowy
1,1
RIfayDJaGT4Pe
Ilustracja przedstawia schemat. Od punktu położonego po prawej stronie biegnie w prawo linia, po czym rozdwaja się. Jej pierwsza część biegnie w dół, trzykrotnie wybrzusza się, co opisane jest literą el z indeksem dolnym dwa. Biegnie dalej w dół, przechodzi przez dwie poziome linie opisane jako ce z indeksem dolnym dwa, biegnie dalej w dół, aż do punktu położonego na długiej poziomej linii zakończonej dwoma okrągłymi punktami. Druga część linii biegnie dalej w prawo do lewej ściany prostokąta. Na górnej ścianie prostokąta znajduje się trzykrotne wybrzuszenie opisane jako el z indeksem dolnym jeden. Na dolnej znajdują się dwie pionowe kreski opisane jako ce z indeksem dolnym jeden. Od prawego boku biegnie w prawo linia, po czym rozdwaja się. Jej pierwsza część biegnie dalej w prawo i dociera do białego okrągłego punktu kończącego jej drogę. Druga część linii biegnie w dół, trzykrotnie wybrzusza się, co opisane jest literą el z indeksem dolnym dwa. Biegnie dalej w dół, przechodzi przez dwie poziome linie opisane jako ce z indeksem dolnym dwa, biegnie dalej w dół aż do punktu położonego na długiej poziomej linii zakończonej dwoma okrągłymi punktami.
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.
RpaPAhCB4ezz6
Ilustracja przedstawia wykres. Ilustracja przedstawia wykres. Pozioma oś opisana jest omegą. Pionowa oś opisana jest jako ka, w nawiasie omega. Wykres startuje z wysokości pięć szóstych na osi pionowej biegnie chwilę na tej samej wysokości, po czym gwałtownie załamuje się do wartości zero względem osi poziomej i tak samo gwałtownie wzrasta do wartości początkowej względem osi pionowej.
