presenta
Filtri passa-alto e passa-basso
per la bassa frequenza
di IZ1TQI Aldo "de Roderigo" - RCT #030
Chi avesse necessità di escludere o di ammettere una certa gamma di basse frequenze, si può riferire allo schema di figura 1.
Si tratta di filtri attivi di secondo ordine, con circuito operazionale, la cui attenuazione ha una pendenza di 12 dB per ottava, mentre la banda passante ha un guadagno di 4 dB.
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E' possibile calcolare la frequenza di taglio (Ft) con la formula:
Ft = 1 : (2π x R1 x C3) o, più semplicemente:
Ft = 159 : (R1 x C3) e, in termini dimensionali:
Ft in Hz = 159 : (R1 in Kilo Ohm x C3 in micro Farad).
Qualora si pongano in serie un passa-alto con un passa-basso, opportunamente dimensionati, si può ottenere un filtro passa-banda molto efficiente. Le resistenze contrassegnate con R1 e i condensatori contrassegnati con C3 devono essere, quanto più possibile, di valore uguale.
L'integrato TL082, operazionale doppio, va alimentato con una tensione stabilizzata duale, di cui viene dato uno schema di principio più completo in figura 2; se il secondario del trasformatore sarà di 12 + 12 volt, che raddrizzati diverranno 16,9 + 16,9, è possibile interporre, a monte del raddrizzatore, due stabilizzatori uno positivo e uno negativo, della serie LM78xx, cioè un LM7812 e un LM7912.
Diversamente per una tensione stabilizzata di +15 e -15 V, sarà necessario un trasformatore con un secondario di 15 + 15 V c.a. e due stabilizzatori LM7815 e LM7915. La disposizione dei piedini dgli LM78xx e LM79xx è mostrata in figura 2; l'assorbimento del circuito sarà i una decina di milliampere.
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Per comodità, le tabelle di figura 3 e 4 forniscono alcuni valori di R1 e C3, per alcuni valori di frequenza di taglio (Ft): R1 è espresso in Kilo Ohm, C3 in nano Farad, Ft in Hertz.
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Tuttavia volendo calcolare genericamente il valore di R1 in funzione della frequenza voluta, dopo aver scelto C3 arbitrariamente:
R1 = 159 : (Ft x C3), ossia:
R1 in Kilo Ohm = (Ft in Hz x C3 in micro Farad).
Volendo invece calcolare C3, avendo scelto R1 arbitrariamente:
C3 = 159 : (Ft x R1), ossia:
C3 in micro Farad = (Ft in Hz x R1 in Kilo Ohm).
A titolo di esempio:
a) vogliamo un filtro passa-basso con Ft = 2000 Hz e R1 = 33 Kilo Ohm e vogliamo conoscere quanto vale C3:
C3 = 159 : (2000 x 33); C3 = 159 : 66000; C3 = 0,00240 uF ossia 2,4 nF;
b) vogliamo un filtro passa-alto con Ft = 2000 Hz e C3 = 22 nF e vogliamo conoscere quanto vale R1:
R1 = 159 : (2000 x 0,022); R1 = 159 : 44; R1 = 3,6 Kilo Ohm.
c) siamo in possesso di condensatori da 6,8 nF e resistenze da 6,2 Kilo Ohm, vogliamo conoscere quale Ft possiamo ottenere:
Ft = 159 : (C3 x R1); Ft = 159 : (6,2 x 0,0068); Ft = 3771 Hz.
Naturalmente bisognerà cercare di calcolare valori esistenti in commercio, oppure ricavabili con combinazioni serie-parallelo di condensatori o resistenze esistenti in commercio.
Per esempio nel caso del filtro passa-alto con Ft = 2000 Hz e con R1 = 33 Kilo Ohm, il valore di C3 in commercio, più vicino a 2,4 nF, è 2,2 nF, pertanto la Ft ottenibile è:
Ft = 159 : (33 x 0,0022); Ft = 2190 Hz; oppure ponete in parallelo il valore di 2,2 nF con il valore di 220 pF. Lo stesso discorso vale per le resistenze R1.
Chi non avesse bisogno dalla versione stereofonica, ma necessitasse di un solo filtro può servirsi dell'integrato TL081, operazionale singolo.
Non mi resta che accomiatarmi da voi con l'augurio d'aver proposto qualcosa di utile, anche se, con i tempi che corrono, il "fai da te" sta diventando sempre più difficile, per il reperimento dei componenti discreti.
Purtroppo i componenti odierni sono del tipo SMD, i quali non solo non sono facilmente manipolabili se non in laboratorio attrezzato, ma non si trovano neanche correntemente in commercio, quindi bisogna approfittare finchè è ancora possibile trovare almeno una parte della vecchia componentistica; tutti i componenti del circuito proposto lo sono ancora, anche se con difficoltà.
Nel caso non trovaste il trasformatore, considerato il basso assorbimento, è possibile alimentare con il sistema a reattanza capacitiva; allo scopo potete riferirvi all'articolo "Alimentatore senza trasformatore" consultabile sul vecchio sito; per accedere cliccate su "Per chi ha nostalgia del vecchio sito" e poi su "autocostruzione".
"Ultima ratio" per disperati è l'alimentazione con due pile da 9 V.
R1 = 159 : (Ft x C3), ossia:
R1 in Kilo Ohm = (Ft in Hz x C3 in micro Farad).
Volendo invece calcolare C3, avendo scelto R1 arbitrariamente:
C3 = 159 : (Ft x R1), ossia:
C3 in micro Farad = (Ft in Hz x R1 in Kilo Ohm).
A titolo di esempio:
a) vogliamo un filtro passa-basso con Ft = 2000 Hz e R1 = 33 Kilo Ohm e vogliamo conoscere quanto vale C3:
C3 = 159 : (2000 x 33); C3 = 159 : 66000; C3 = 0,00240 uF ossia 2,4 nF;
b) vogliamo un filtro passa-alto con Ft = 2000 Hz e C3 = 22 nF e vogliamo conoscere quanto vale R1:
R1 = 159 : (2000 x 0,022); R1 = 159 : 44; R1 = 3,6 Kilo Ohm.
c) siamo in possesso di condensatori da 6,8 nF e resistenze da 6,2 Kilo Ohm, vogliamo conoscere quale Ft possiamo ottenere:
Ft = 159 : (C3 x R1); Ft = 159 : (6,2 x 0,0068); Ft = 3771 Hz.
Naturalmente bisognerà cercare di calcolare valori esistenti in commercio, oppure ricavabili con combinazioni serie-parallelo di condensatori o resistenze esistenti in commercio.
Per esempio nel caso del filtro passa-alto con Ft = 2000 Hz e con R1 = 33 Kilo Ohm, il valore di C3 in commercio, più vicino a 2,4 nF, è 2,2 nF, pertanto la Ft ottenibile è:
Ft = 159 : (33 x 0,0022); Ft = 2190 Hz; oppure ponete in parallelo il valore di 2,2 nF con il valore di 220 pF. Lo stesso discorso vale per le resistenze R1.
Chi non avesse bisogno dalla versione stereofonica, ma necessitasse di un solo filtro può servirsi dell'integrato TL081, operazionale singolo.
Non mi resta che accomiatarmi da voi con l'augurio d'aver proposto qualcosa di utile, anche se, con i tempi che corrono, il "fai da te" sta diventando sempre più difficile, per il reperimento dei componenti discreti.
Purtroppo i componenti odierni sono del tipo SMD, i quali non solo non sono facilmente manipolabili se non in laboratorio attrezzato, ma non si trovano neanche correntemente in commercio, quindi bisogna approfittare finchè è ancora possibile trovare almeno una parte della vecchia componentistica; tutti i componenti del circuito proposto lo sono ancora, anche se con difficoltà.
Nel caso non trovaste il trasformatore, considerato il basso assorbimento, è possibile alimentare con il sistema a reattanza capacitiva; allo scopo potete riferirvi all'articolo "Alimentatore senza trasformatore" consultabile sul vecchio sito; per accedere cliccate su "Per chi ha nostalgia del vecchio sito" e poi su "autocostruzione".
"Ultima ratio" per disperati è l'alimentazione con due pile da 9 V.