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Filtro elimina banda

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In elettronica, un filtro elimina banda o filtro notch è un dispositivo passivo che non permette il passaggio di frequenze in un dato intervallo.

Un filtro generico ideale elimina banda
Bode

Il suo funzionamento è l'opposto di un filtro passa banda: elimina una banda con una selettività molto alta è in grado di attenuare frequenze in un intervallo molto ristretto - (a seconda del suo fattore di merito Q). I filtri notch sono usati per l'amplificazione audio (specialmente per amplificatori e preamplificatori per strumenti musicali come chitarra acustica, chitarra basso, etc.) per ridurre o impedire effetto feedback, senza avere ripercussioni sul resto dello spettro frequenziale.

Tipicamente, la larghezza della banda eliminata è inferiore a 1 o 2 decadi (cioè la più alta frequenza attenuata è meno di 10 - 100 volte la più bassa frequenza attenuata).

Utilizzo[modifica | modifica wikitesto]

  • Amplificazione audio
  • In moderne linee di trasmissione dell'energia elettrica
  • In sistemi ad alte frequenze (radioricevitori) per bloccare frequenze interferenti
  • In ingegneria biomedica per apparati per elettroencefalogramma

Circuito RLC come elimina banda[modifica | modifica wikitesto]

Exquisite-kfind.png Lo stesso argomento in dettaglio: circuito RLC.

Il circuito RLC è un ottimo filtro elimina banda molto selettivo. Nel caso di un circuito RLC in serie si ha un'impedenza totale data da:

La pulsazione di risonanza di questo circuito è ricavabile da:

che corrisponde alla frequenza di risonanza:

cioè alla frequenza in cui la tensione di uscita (ai capi di induttore e condensatore) è minima; quando gli effetti del condensatore e dell'induttore si annullano reciprocamente e tutta la tensione d'ingresso rimane sul resistore. La banda passante si ottiene con un semplice calcolo:

Dove le due pulsazioni di taglio si ottengono, per definizione, quando il segnale d'uscita ha una variazione di -3dB cioè imponendo che l'ampiezza della funzione di trasferimento sia uguale a .

Nel caso di un circuito RLC parallelo si ha un'ammettenza totale data da:

La pulsazione di risonanza di questo circuito è uguale a quello per serie:

che corrisponde alla frequenza di risonanza:

cioè alla frequenza in cui la tensione di uscita è minima; quando gli effetti del condensatore e dell'induttore si annullano reciprocamente e tutta la tensione d'ingresso rimane al resistore. La banda passante si ottiene con un semplice calcolo:

Dove le due pulsazioni di taglio si ottengono, per definizione, quando il segnale d'uscita ha una variazione di -3dB cioè imponendo che l'ampiezza della funzione di trasferimento sia uguale a .

In entrambi i circuiti RLC la risposta in frequenza presenta un punto di minimo pronunciato in corrispondenza della frequenza di risonanza, nel caso dell'RLC in serie introducendo il fattore di merito , la larghezza del picco diminuisce all'aumentare di Q, che dipendendo a sua volta da R ed L, si può diminuire R per aumentare Q, però in tal caso si diminuisce anche l'ampiezza. Infatti la banda passante è legata a Q dalla:

e viceversa:

Nel caso dell'RLC in parallelo il fattore di merito è legato alla banda passante da:

e il discorso sopra si inverte, cioè aumentare Q significa aumentare R.

Circuito RC come elimina banda[modifica | modifica wikitesto]

I notch RC sono usati esclusivamente in banda audio in quanto le piccole capacità necessarie alle alte frequenze rendono facili le interazioni con il resto del circuito e del telaio.

I più noti notch sono i ponti di Wien usati sui distorsiometri più datati come l'HP330-331-334 o l'LDM-171 della Giapponese Leader.

Successivamente si sono valutate altre possibilità più efficienti come:

  • Doppio T e T-pontato, dotato di un'ottima stabilità nel tempo e nella temperatura con un buon assorbimento della portante usato per es nel distorsiometro HP339A
  • Filtri attivi a stato variabile e biquad stabilissimi ma tendenti ad essere più rumorosi degli equivalenti a doppio-T a causa dei molti amplificatori necessari (usato nel distorsiometro HP8903 con i Boonton1120 ed 1121 insieme a tanti altri strumenti soprattutto basati su microprocessore)
  • Catena di Filtro passa tutto lievemente più facili da sintonizzare dei biquad (la velocità del Sound Technology 1710A era un riferimento)

Attualmente per misurare bassissime distorsioni si usano Doppio T connessi alla piastra audio dei normali PC in modo da leggere bene la distorsione dopo aver tagliato la portante fino a 100 dB per brevi periodi [1]

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]