O que são filtros passa-banda?

Os dispositivos que aceitam um sinal, mas permitem a passagem de apenas determinadas frequências dentro desses sinais, bloqueando todos os outros, são chamados de filtros de passagem de banda. Alguns desses filtros são eletrônicos e podem ser usados ​​em equipamentos de áudio, equipamentos de rádio ou outros tipos de circuitos. Outros são ópticos e permitem apenas a passagem de certos comprimentos de onda, ou frequências, da luz.

Um filtro passa-banda é composto por dois filtros juntos: um filtro passa-alto, que permite a passagem de frequências acima de um certo limite, e um filtro passa-baixo, que permite a passagem de frequências abaixo de um determinado limite. Um filtro de áudio que permite apenas frequências entre 20 e 20.000 hertz, como aquelas que representam a faixa típica da audição humana, é um bom exemplo de filtro de passagem de banda. Esse filtro combinaria um filtro passa-baixa de 20.000 hertz com um filtro passa-alta de 20 hertz para fazer isso.

Os filtros de passagem de banda eletrônicos podem ser colocados em um chip de circuito integrado (IC) ou podem ser feitos de resistores e capacitores ou indutores, embora os capacitores sejam geralmente preferidos. Alterando os valores de resistência dos resistores e a classificação de capacitância dos capacitores, a área efetiva do filtro pode ser alterada. Muitos filtros usam resistores variáveis ​​para permitir que sua área efetiva seja facilmente alterada pelo usuário, eliminando a necessidade de reconstruí-los para pequenos ajustes.

Um dos principais desafios no design de filtros é que a maioria dos filtros passa-banda tem um efeito gradual. Tomando o exemplo acima, o filtro não eliminaria todas as frequências abaixo de 20 hertz e acima de 20.000 hertz, mas reduziria gradualmente seu tamanho. O efeito gradual do filtro pode ser modificado por uma estrutura mais complicada, usando peças adicionais.

Os filtros passa-banda também são usados ​​no mundo da óptica, embora, em vez de apenas permitir a passagem de determinadas frequências de sinal, permitam apenas a passagem de certos comprimentos de onda da luz. Um exemplo é um par de óculos 3D anaglyph vermelho-azul. A lente vermelha é um filtro passa-faixa que permite que a faixa vermelha de luz passe, e a lente azul permite apenas que a faixa azul passe. Os astrônomos também usam filtros passa-banda, por exemplo, para observar apenas a luz ultravioleta ou infravermelha emitida por estrelas e galáxias distantes para entender melhor o cosmos.