Yksinkertaisimmat kaistanpäästösuodattimet ovat LC-suodattimet - niissä käytetään induktoreja ja kondensaattoreita (vaikka piirissä on aina joitain lisävastuksia, jotka vaikuttavat toimintaan).
Nämä komponentit voidaan kytkeä sarjaan tai rinnan, ja tuloksena olevia piirejä kutsutaansarja resonoivapiirit ja rinnakkaisresonanssipiirit, vastaavasti. Sanaa resonanssi käytetään, koska nämä piirit reagoivat tiettyihin taajuuksiin, aivan kuten viulun tai kitaran kielet. Siksi niitä kutsutaan usein virityspiireiksi.
Tämä näyttää joitain esimerkkejä näistä eri tavoilla kytketyistä piireistä. Sekä sarja- että rinnakkaisten piirien resonanssitaajuus johtuu vastusvaikutuksesta, jossa induktorin XL on yhtä suuri kuin kondensaattorin Xc. Voimme saada resonanssitaajuuden ratkaisemalla tämän yhtälön
Missä f on taajuus, L on induktanssi, C on kapasitanssi, mikä edustaa taajuutta:
Rinnakkaisviritetyssä piirissä kondensaattorit ja induktorit on kytketty rinnan, joten niillä on sama jännite. Resonanssitaajuudella meillä on myös, että niiden lähtöaineet ovat yhtä suuret. Ohmin AC-piirien lain mukaan, jos induktoreissa ja kondensaattoreissa on sama jännite ja reaktanssi, myös niillä on oltava sama virta. Eli kaikilla on sama virta. Mutta koska toinen virroista saa jännitteen nousemaan 90 "ja toinen virta aiheuttaa jännitteen 90 viiveen", ne ovat 180 "eroja. Siksi virtojen suunta on päinvastainen, toinen nousee ja toinen laskee. Siksi toisiovirityspiiriin johtavan johdon virran on oltava nolla. Koska ulkoinen virta, joka tulee virityspiiriin, ei ole jännitettä. kulkee läpi).
Päinvastainen tilanne tapahtuu asarjaresonanssi (tunnetaan myös sarjaresonanssilaitteena)piiri. Tässä kondensaattorit ja induktorit on kytketty sarjaan, joten virta on sama. Tällä kertaa yhden elektrodin jännite ohjaa virtaa, kun taas toisen elektrodin jännite on 90 tuumaa jäljessä virrasta. Siksi nämä kaksi jännitettä ovat 180 tuuman päässä toisistaan. Resonanssilla (toinen tapa sanoa "resonanssitaajuudella") niiden reaktantit ovat yhtä suuret, joten niiden jännitteet ovat samat, mutta päinvastaiset. Siksi koko sarjan läpimenojännite on sama kuin virtapiiri. piirin käyttäytyminen on kuin oikosulku (myös virtaa on, mutta jännitettä ei kulje läpi).
Siksi olemme muodostaneet seuraavat empiiriset säännöt:
Resonanssin aikana rinnakkaisviritetyssä piirissä on avoin piiri.
Resonanssin aikanasarja resonoivapiirissä on oikosulku.
Muilla taajuuksilla molemmilla piireillä on tietty impedanssi. Lähestyessä resonanssitaajuutta, piiri ei ole täysin avoin (rinnakkaisviritykseen) tai lyhyt (sarjaviritykseen), mutta silti hyvin lähellä. Mitä kauempana resonanssitaajuudesta, sitä pienempi on piiri, ja siinä voi esiintyä kauko- tai oikosulkuja.
Molemmat piirit voivat toimia selektiivisinä suodattimina, jotka sallivat tiettyjen taajuuksien kulkemisen ja estävät muita kulkemasta läpi. Ne voivat kytkeä virityspiirejä kahden perussuunnan, kuten (a) ja (b) välillä (jolloin signaali on lyhyempi piirin impedanssista riippuen), tai signaalin täytyy kulkea LC-piirin läpi tulosta lähtöön kohdissa (c) ja (d) esitetyllä tavalla (jolloin se kulkee enemmän tai vähemmän läpi piirin impedanssista riippuen).
Esimerkkinä piiri (a). Resonanssin aikana rinnakkaisviritetyssä piirissä on avoin piiri, jolloin suurin osa tulosignaalista saavuttaa suoraan lähtöön vastusten kautta. Eri lähtökuormien mukaan sarjavastuksessa voi olla virtaa, joten jännitehäviö voi olla, mutta voimme jättää sen huomiotta. Resonanssia lukuun ottamatta virityspiiri ei kuitenkaan ole enää avoin; Se saa lisääntyneen virran kulkemaan sarjavastuksen läpi, mikä lisää jännitteen pudotusta. Mitä kauempana resonanssista, sitä suurempi lasku ja sitä pienempi lähtöjännite.
Jos pidämme tulojännitteen vakiona, mutta muutamme taajuutta ja piirrämme sitten lähtöjännitteen ja taajuuden välisen suhteen, saadaan kuvan (a) kaltainen käyrä. Näemme, että lähdön huippu näkyy resonanssitaajuudella ja molemmilla puolilla on laskua. Resonanssin lähellä kulkee todellakin taajuuskaista, kun taas kaukana resonanssista oleva taajuus pienenee (vaikkakaan ei täysin pysähtynyt). Koska on olemassa taajuuskaista, joka voi kulkea sen läpi, sitä kutsutaan kaistanpäästösuodattimeksi. Piiri (c) kuviossa on myös kaistanpäästösuodatin; Koska sarjaresonanssipiiri on oikosulussa salamapisteessä, resonanssitaajuus kulkee läpi (ja lähellä), kun taas taajuus pienenee kauempana, koska sarjaresonanssipiirissä on nyt jonkin verran reaktanssia.
Piirit (b) ja (d) tekevät päinvastoin - ne lopettavat signaloinnin resonanssissa; Piiri (b) saavutetaan lyhentämällä signaalia, kun taas piiri (d) saavutetaan avaamalla polku tulon ja lähdön välillä. Jopa lähellä resonanssia ne heikentävät signaalia, joten ne pysäyttävät (tai heikentävät) taajuuskaistan kuvan (b) mukaisesti. Siksi niitä kutsutaan kaistanpysäytyssuodattimiksi.
Huomaa samankaltaisuudet tämän ja edellisessä luvussa käsiteltyjen RC-alipäästö--- tai ylipäästösuodattimien välillä. Vaikka tarkoitamme tässä rajataajuutta, todellinen käyrä osoittaa, että "raja" on itse asiassa hyvin hidas lasku. Resonanssitaajuuden molemmilla puolilla tapahtuu myös asteittainen muutos.