Filtru trece-sus

Filtru trece-sus

Definitia filtrului trece-sus

Filtrul trece-sus este exact opusul filtrului trece-jos, dupa cum sugereaza si numele: permite trecerea semnalelor de frecventa inalta si blocheaza trecerea semnalelor de frecventa joasa. Modul de conectare al elementelor reactive in circuit este exact opus fata de filtrele trece-jos.

Filtru trece-sus capacitiv

Impedanta condensatorului din circuitul considerat creste odata cu descresterea frecventei. Aceasta impedanta in serie cu sarcina tinde sa blocheaza semnalele de frecventa joasa ce ar putea ajunge pe sarcina.

Dupa cum se poate vedea in diagrama Bode, raspunsul filtrului capacitiv trece-sus creste cu cresterea frecventei.

Filtrul trece-sus inductiv

Impedanta bobinei scade odata cu scaderea frecventei. Aceasta impedanta mica conectata in paralel cu sarcina, tinde sa scurt-circuiteze semnalele de frecventa joasa, astfel ca acestea nu mai ajung la sarcina. Prin urmare, mare parte a caderii de tensiune se va regasi pe rezistorul R₁.

Dupa cum se poate vedea in diagrama Bode, raspunsul filtrului inductiv trece-sus creste cu cresterea frecventei.

Comparatie intre filtrele trece-sus inductive si capacitive

De data aceasta, schema filtrului capacitiv trece-sus este mai simpla decat cea inductiva, necesitand doar un singur component in plus, un condensator. Din nou, puritatea reactiva a condensatoarelor fata de bobine face ca filtrele capacitive sa fie cel mai des folosite.

Frecventa de taiere

La fel ca in cazul filtrelor trece-jos, si filtrele trece-sus au o frecventa de taiere specifica. Peste valoarea acestei frecvente, tensiunea de iesire este mai mare de 70,7% din valoarea tensiunii de intrare. Formula de calcul a frecventei de taiere este aceeasi ca si in cazul filtrelor trece-jos:

Rezistenta din formula, in cazul circuitului capacitiv trece-sus, este chiar rezistenta de sarcina.

Filtrarea unui sistem audio

Sa consideram un sistem audio, ca si exemplu. Un condensator conectat in serie cu tweeter-ul (inaltele) are rolul de filtru trece-sus, impunand circuitului de iesire o impedanta mare frecventelor joase (bas), prevenind astfel risipa de putere pe un difuzor ce este ineficient in reproducerea acestor sunete. Asemanator, bobina conectata in serie cu woofer-ul (bas) are rolul de filtru trece-jos, permitand doar trecerea acelor sunete pe care difuzorul le si poate reproduce cu succes. In acest circuit simplu, difuzorul pentru frecventele medii este supus intregului spectru de frecvente produs de aparatul stereo. Cateodata se folosesc sisteme de filtrare mult mai elaborate, dar ideea generala este aceasta. In acest exemplu este prezentat doar un singur canal (stanga sau dreapta). Un sistem real ar contine 6 difuzoare: 2 joase, 2 medii si 2 inalte.

Pentru a mari si mai mult performantele acestui sistem, am putea construi un circuit de filtrare capabil sa permita trecerea frecventelor ce se afla intre joase si inalte spre difuzorul de medii, astfel incat sa nu existe putere disipata (de frecventa inalta sau joasa) pe un difuzor ce reproduce acest tip de sunete ineficient. Ceea ce vrem de fapt sa realizam in aceasta situatie, este un filtru trece banda.