Filtro passa basso
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Un filtro passa basso è costituito da un circuito elettronico che permette solo il passaggio di frequenze al di sotto di una data frequenza detta "di taglio". Può essere di tipo attivo o passivo a seconda del fatto che abbisogni di energia elettrica per funzionare o meno. Inoltre, in base alla pendenza del taglio in frequenza, si può distinguere in filtro passa-basso di primo ordine (20 db per decade), di secondo ordine (40 db per decade), di terzo ordine (60 db per decade)....
Supponiamo di avere un segnale vocale X (larghezza di banda 30 Hz - 20 Khz ) e di doverlo trasmettere attraverso un canale trasmissivo qualsiasi (doppino telefonico, propagazione per onde e.m.). Usando un processo di modulazione qualsiasi il segnale viene traslato in banda e mandato al ricevitore, il quale dovrà demodulare il segnale per riportarlo in banda base. Ora durante il tragitto effettuato il segnale inviato ha subito delle distorsioni dovute a vari fattori e di conseguenza in ricezione ci ritroviamo un segnale affetto da rumore. Analizzando lo spettro del segnale ricevuto ci accorgiamo che si sono introdotte delle componenti di rumore aventi proprie frequenze. Attraverso un filtro particolare è possibile eliminare le componenti di rumore dal segnale, dunque possiamo definire il filtro come un dispositivo in grado di tagliare le componenti di frequenza indesiderate ed attenuare il rumore. In base alle esigenze si possono realizzare varie tipologie di filtri.
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[modifica] Filtro passa basso passivo
Il filtro passa basso passivo teorico è uno tra i più semplici filtri da realizzare; esso ha la caratteristica di far passare tutte le componenti di frequenza comprese tra 0 Hz e ft Hz, dove ft è detta frequenza di taglio. Al di là di tale frequenza il filtro elimina le componenti del segnale. Questo filtro è detto passivo in quanto ha come guadagno 0 db, cioè amplifica di 1 il segnale. Nella realtà, però, il filtro passa basso non riesce propriamente ad eliminare tutte le frequenze prossime a destra di ft, ma le attenua all'aumentare della frequenza. La caratteristica di questo filtro del primo ordine è quella di avere una funzione di trasferimento del tipo:
cioè si ha la presenza di un polo a denominatore, il quale riduce il modulo della fdt (funzione di trasferimento) di 20 decibel per decade (nei diagrammi di Bode). Ovviamente il segnale di uscita dal filtro sarà sfasato rispetto all'ingresso, in particolare sarà sfasato di 
rad. In corrispondenza della frequenza di taglio, il modulo della fdt assume il valore: 
. È possibile realizzare questo filtro tramite una squadra RC, prelevando il segnale ai capi del condensatore.
[modifica] Principio di funzionamento
Il principio di funzionamento si basa su regole elettrotecniche. Un esempio di semplice filtro passa-basso passivo può essere una resistenza in serie (termine tecnico traducibile come: "seguita da") ad un condensatore in serie ad una massa. Ponendo un segnale elettrico all'ingresso di un circuito composto dalla suddetta resistenza e dal condensatore, la tensione si ripartisce a seconda del valore di resistenza dell'elemento circuitale secondo le leggi di Kirchhoff.
[modifica] Esempio
Se immettiamo in un circuito un segnale continuo di un volt ed il circuito è composto da due resistenze, una di 1,5 ohm (detta resistenza A) e l'altra di 0,5 ohm (detta resistenza B), la tensione si ripartirà proporzionalmente al valore delle stesse. In questo caso, rappresentando A 3/4 della resistenza totale offerta dal circuito, si avrà 3/4 del segnale in ingresso ai capi di A (quindi 0,75 volt). Mentre ai capi di B si avranno i restanti 0,25 volt.
Torniamo al nostro filtro. Il valore di impedenza del condensatore varia a seconda della frequenza e vale, approssimativamente: 
Dove Zc è l'impedenza del condensatore espressa in Ohm, f è la frequenza del segnale che eccita il condensatore e C è il valore in Farad del condensatore. "j" è il simbolo matematico dei numeri immaginari.
Notiamo che il valore di impedenza del condensatore è inversamente proporzionale alla frequenza del segnale. Così, se il segnale posto in ingresso avrà una bassa frequenza d'oscillazione, la resistenza del condensatore sarà molto alta ed un quantitativo maggiore di tensione si ripartirà ai capi del condensatore. A seconda del valore della resistenza, sotto una certa frequenza (la frequenza di taglio del circuito), ai capi del condensatore avremo una tensione pressoché uguale alla tensione di ingresso. Quando il valore della frequenza del segnale di input, supera il valore della frequenza di taglio, in uscita avremo una tensione attenuata, tendente a zero, rispetto a quella di ingresso.
