I dispositivi che accettano un segnale ma consentono solo a determinate frequenze all’interno di quei segnali di passare, bloccando tutti gli altri, sono chiamati filtri passa banda. Alcuni di questi filtri sono elettronici e possono essere utilizzati in apparecchiature audio, apparecchiature radio o altri tipi di circuiti. Altri sono ottici e consentono il passaggio solo di determinate lunghezze d’onda, o frequenze, della luce.
Un filtro passa banda è composto da due filtri messi insieme: un filtro passa alto, che lascia passare le frequenze al di sopra di una certa soglia, e un filtro passa basso, che lascia passare le frequenze al di sotto di una certa soglia. Un buon esempio di filtro passa-banda è un filtro audio che consente il passaggio solo di frequenze comprese tra 20 e 20,000 hertz, in quanto rappresentano la gamma tipica dell’udito umano. Questo filtro combina un filtro passa basso da 20,000 hertz con un filtro passa alto da 20 hertz per ottenere questo risultato.
I filtri elettronici passa-banda possono essere inseriti in un chip di circuito integrato (IC) o possono essere costituiti da resistori e condensatori o induttori, sebbene i condensatori siano generalmente preferiti. Modificando i valori di resistenza dei resistori e la capacità nominale dei condensatori, è possibile modificare l’area effettiva del filtro. Molti filtri utilizzano resistori variabili per consentire all’utente di modificare facilmente la loro area effettiva, eliminando la necessità di ricostruirli per piccole modifiche.
Una delle sfide principali nella progettazione dei filtri è che la maggior parte dei filtri passa banda ha un effetto graduale. Prendendo l’esempio sopra, il filtro non eliminerebbe tutte le frequenze inferiori a 20 hertz e superiori a 20,000 hertz ma, invece, ne ridurrebbe gradualmente le dimensioni. L’effetto graduale del filtro può essere modificato da una struttura più complicata, utilizzando parti aggiuntive.
I filtri passa-banda sono utilizzati anche nel mondo dell’ottica, sebbene invece di lasciar passare solo determinate frequenze del segnale, permettano solo il passaggio di determinate lunghezze d’onda della luce. Un esempio è un paio di occhiali 3D anaglifi rosso-blu. La lente rossa è un filtro passa banda che consente il passaggio della banda di luce rossa e la lente blu consente il passaggio solo della banda di luce blu. Gli astronomi usano anche filtri passa-banda, ad esempio, per guardare solo la luce ultravioletta o infrarossa emessa da stelle e galassie lontane per comprendere meglio il cosmo.