Filtres passe-bande passifspeut être réalisé en reliant un filtre passe-bas à un filtre passe-haut
Le filtre passe-bande passif permet d'isoler ou de filtrer certaines fréquences situées dans une bande ou une plage de fréquences particulière. La fréquence de coupure (ou point ƒc) d'un filtre RC passif simple peut être contrôlée avec précision à l'aide d'une simple résistance en série avec un condensateur non polarisé. Selon le sens de leur connexion, on obtient un filtre passe-bas ou passe-haut.
Ces filtres passifs trouvent notamment une application dans les amplificateurs audio, par exemple dans les filtres de croisement de haut-parleurs ou les correcteurs de tonalité de préamplificateurs. Il est parfois nécessaire de ne laisser passer qu'une certaine plage de fréquences, ne commençant pas à 0 Hz (courant continu) ni ne se terminant à une fréquence très élevée, mais se situant dans une bande de fréquences définie, étroite ou large.
En connectant en cascade un filtre passe-bas et un filtre passe-haut, on obtient un autre type de filtre RC passif qui laisse passer une plage de fréquences sélectionnée, plus ou moins large, tout en atténuant les fréquences hors de cette plage. Ce nouveau type de filtre passif est un filtre sélectif en fréquence, communément appelé filtre passe-bande (BPF).
Contrairement au filtre passe-bas, qui ne laisse passer que les signaux de basse fréquence, ou au filtre passe-haut, qui laisse passer les signaux de haute fréquence, un filtre passe-bande laisse passer les signaux situés dans une certaine bande de fréquences sans déformer le signal d'entrée ni introduire de bruit supplémentaire. La largeur de cette bande de fréquences est quelconque et est communément appelée bande passante du filtre.
La bande passante est généralement définie comme la plage de fréquences qui existe entre deux points de coupure de fréquence spécifiés (ƒc), qui sont 3 dB en dessous du centre maximal ou du pic de résonance tout en atténuant ou en affaiblissant les autres en dehors de ces deux points.
Pour les fréquences largement diffusées, on peut définir la « bande passante » (BW) comme la différence entre la fréquence de coupure basse (ƒcLOWER) et la fréquence de coupure haute (ƒcHIGHER). Autrement dit, BW = ƒH – ƒL. Il est clair que pour qu'un filtre passe-bande fonctionne correctement, la fréquence de coupure du filtre passe-bas doit être supérieure à celle du filtre passe-haut.
Le filtre passe-bande « idéal » peut également servir à isoler ou filtrer certaines fréquences au sein d'une bande de fréquences particulière, par exemple pour la réduction du bruit. Les filtres passe-bande sont généralement appelés filtres du second ordre (à deux pôles) car ils comportent deux composants réactifs, les condensateurs, dans leur circuit : un condensateur dans le circuit passe-bas et l'autre dans le circuit passe-haut.
Le diagramme de Bode, ou courbe de réponse en fréquence, ci-dessus illustre les caractéristiques du filtre passe-bande. Le signal est atténué aux basses fréquences, la tension de sortie augmentant selon une pente de +20 dB/décade (6 dB/octave) jusqu'à ce que la fréquence atteigne la fréquence de coupure basse ƒL. À cette fréquence, la tension de sortie représente 1/√2 = 70,7 % de la valeur du signal d'entrée, soit -3 dB (20 * log(VOUT/VIN)) de celle-ci.
Le gain de sortie reste maximal jusqu'à atteindre la fréquence de coupure supérieure ƒH, où il diminue de 20 dB par décade (6 dB par octave), atténuant ainsi les signaux haute fréquence. La fréquence de coupure maximale correspond généralement à la moyenne géométrique des deux valeurs à -3 dB entre les fréquences de coupure inférieure et supérieure et est appelée fréquence centrale ou fréquence de résonance ƒr. Cette moyenne géométrique se calcule comme suit : ƒr² = ƒ(UPPER) × ƒ(LOWER).
Afiltre passe-bandeCe filtre est considéré comme un filtre du second ordre (à deux pôles) car il possède deux composants réactifs dans sa structure de circuit. Son angle de phase est alors le double de celui des filtres du premier ordre vus précédemment, soit 180°. L'angle de phase du signal de sortie est en avance de phase de +90° par rapport à celui du signal d'entrée jusqu'à la fréquence centrale ou de résonance, ƒr, où il devient nul (0°) ou en phase, puis il devient en retard de phase de -90° par rapport à l'entrée lorsque la fréquence de sortie augmente.
Les fréquences de coupure supérieure et inférieure d'un filtre passe-bande peuvent être déterminées à l'aide de la même formule que celle utilisée pour les filtres passe-bas et passe-haut, par exemple.
Les unités sont livrées en standard avec des connecteurs femelles SMA ou N, ou des connecteurs de 2,92 mm, 2,40 mm et 1,85 mm pour les composants haute fréquence.
Nous pouvons également personnaliser le filtre passe-bande selon vos besoins. Vous pouvez accéder à la page de personnalisation pour indiquer les spécifications souhaitées.
Date de publication : 6 septembre 2022
