Τα πιο απλά φίλτρα ζώνης διέλευσης είναι τα φίλτρα LC - χρησιμοποιούν επαγωγείς και πυκνωτές (αν και υπάρχουν πάντα κάποιες πρόσθετες αντιστάσεις στο κύκλωμα που επηρεάζουν τη λειτουργία).
Αυτά τα εξαρτήματα μπορούν να συνδεθούν σε σειρά ή παράλληλα και τα κυκλώματα που προκύπτουν ονομάζονταιηχηρή σειράκυκλώματα και κυκλώματα παράλληλου συντονισμού, αντίστοιχα. Η λέξη συντονισμός χρησιμοποιείται επειδή αυτά τα κυκλώματα ανταποκρίνονται σε συγκεκριμένες συχνότητες, όπως ακριβώς οι χορδές σε βιολί ή κιθάρα. Ως εκ τούτου, αναφέρονται συχνά ως κυκλώματα συντονισμού.
Αυτό δείχνει μερικά παραδείγματα αυτών των κυκλωμάτων που συνδέονται με διαφορετικούς τρόπους. Η συχνότητα συντονισμού τόσο των σειρών όσο και των παράλληλων κυκλωμάτων οφείλεται στο φαινόμενο αντίστασης, όπου το XL του επαγωγέα είναι ίσο με το Xc του πυκνωτή. Μπορούμε να λάβουμε τη συχνότητα συντονισμού λύνοντας αυτήν την εξίσωση
Όπου f είναι συχνότητα, L είναι επαγωγή, C είναι χωρητικότητα, που αντιπροσωπεύει τη συχνότητα:
Σε ένα παράλληλο συντονισμένο κύκλωμα, πυκνωτές και επαγωγείς συνδέονται παράλληλα, άρα έχουν την ίδια τάση. Στη συχνότητα συντονισμού, έχουμε επίσης ότι τα αντιδρώντά τους είναι ίσα. Σύμφωνα με τον νόμο του Ohm για τα κυκλώματα εναλλασσόμενου ρεύματος, εάν οι επαγωγείς και οι πυκνωτές έχουν την ίδια τάση και αντίσταση, πρέπει επίσης να έχουν το ίδιο ρεύμα. Άρα έχουν όλοι το ίδιο ρεύμα. Επειδή όμως ένα από τα ρεύματα προκαλεί την προώθηση της τάσης κατά 90 "και το άλλο ρεύμα προκαλεί καθυστέρηση της τάσης κατά 90", απέχουν 180" μεταξύ τους. Επομένως, η κατεύθυνση των ρευμάτων είναι αντίθετη, το ένα ανεβαίνει και το άλλο πέφτει. Επομένως, το ρεύμα στο καλώδιο που οδηγεί στο δευτερεύον κύκλωμα συντονισμού πρέπει να είναι μηδέν. Επειδή το εξωτερικό κύκλωμα είναι μηδενικό. τάση αλλά δεν διέρχεται ρεύμα).
Η αντίθετη κατάσταση συμβαίνει στο ααντηχείο σειράς (γνωστό και ως συσκευή συντονισμού σειράς)κύκλωμα. Εδώ, πυκνωτές και επαγωγείς συνδέονται σε σειρά, οπότε το ρεύμα είναι το ίδιο. Αυτή τη φορά, η τάση στο ένα ηλεκτρόδιο καθοδηγεί το ρεύμα, ενώ η τάση στο άλλο ηλεκτρόδιο υστερεί από το ρεύμα κατά 90 ίντσες. Επομένως, αυτές οι δύο τάσεις απέχουν 180 ίντσες μεταξύ τους. Σε συντονισμό (άλλος τρόπος να πούμε "σε συχνότητα συντονισμού"), τα αντιδρώντα τους είναι ίσα, άρα οι τάσεις τους είναι ίσες, αλλά αντίθετη είναι η συνολική τάση του κυκλώματος. διέρχεται επομένως, η συμπεριφορά του κυκλώματος μοιάζει με βραχυκύκλωμα (υπάρχει επίσης ρεύμα, αλλά δεν περνάει τάση).
Ως εκ τούτου, έχουμε σχηματίσει τους ακόλουθους εμπειρικούς κανόνες:
Κατά τη διάρκεια του συντονισμού, το παράλληλο συντονισμένο κύκλωμα παρουσιάζει ένα ανοιχτό κύκλωμα.
Κατά τη διάρκεια του συντονισμού, τοηχηρή σειράτο κύκλωμα παρουσιάζει βραχυκύκλωμα.
Σε άλλες συχνότητες, και τα δύο κυκλώματα έχουν μια συγκεκριμένη αντίσταση. Πλησιάζοντας τη συχνότητα συντονισμού, το κύκλωμα δεν είναι τελείως ανοιχτό (για παράλληλο συντονισμό) ή βραχύ (για συντονισμό σε σειρά), αλλά εξακολουθεί να είναι πολύ κοντά. Όσο πιο μακριά από τη συχνότητα συντονισμού, τόσο μικρότερο είναι το κύκλωμα και μπορεί να υπάρχουν ανοιχτά ή βραχυκυκλώματα.
Και τα δύο αυτά κυκλώματα μπορούν να χρησιμεύσουν ως επιλεκτικά φίλτρα, επιτρέποντας τη διέλευση ορισμένων συχνοτήτων και αποτρέποντας τη διέλευση άλλων. Μπορούν να συνδέσουν κυκλώματα συντονισμού μεταξύ δύο βασικών κατευθύνσεων, όπως (α) και (β) (οπότε το σήμα θα είναι μικρότερο ανάλογα με την σύνθετη αντίσταση του κυκλώματος) ή ένα σήμα πρέπει να περάσει μέσα από ένα κύκλωμα LC από την είσοδο στην έξοδο όπως φαίνεται στα (γ) και (δ) (οπότε θα περάσει περισσότερο ή λιγότερο ανάλογα με την σύνθετη αντίσταση του κυκλώματος).
Λαμβάνοντας το κύκλωμα (α) ως παράδειγμα. Κατά τη διάρκεια του συντονισμού, το παράλληλο συντονισμένο κύκλωμα παρουσιάζει ένα ανοιχτό κύκλωμα, με το μεγαλύτερο μέρος του σήματος εισόδου να φτάνει απευθείας στην έξοδο μέσω αντιστάσεων. Σύμφωνα με τα διαφορετικά φορτία εξόδου, μπορεί να υπάρχει ρεύμα στην αντίσταση σειράς, επομένως μπορεί να υπάρχει απώλεια τάσης, αλλά μπορούμε να το αγνοήσουμε. Ωστόσο, εκτός από τον συντονισμό, το κύκλωμα συντονισμού δεν είναι πλέον ανοιχτό. Προκαλεί τη διέλευση του αυξημένου ρεύματος μέσω της αντίστασης σειράς, με αποτέλεσμα την αύξηση της πτώσης τάσης. Όσο πιο μακριά από τον συντονισμό, τόσο μεγαλύτερη είναι η μείωση και μικρότερη η τάση εξόδου.
Εάν διατηρούμε την τάση εισόδου σταθερή αλλά αλλάξουμε τη συχνότητα και στη συνέχεια σχεδιάζουμε τη σχέση μεταξύ της τάσης εξόδου και της συχνότητας, λαμβάνουμε ένα γράφημα παρόμοιο με το σχήμα (α). Βλέπουμε ότι η κορυφή της εξόδου εμφανίζεται στη συχνότητα συντονισμού και υπάρχει μείωση και στις δύο πλευρές. Υπάρχει πράγματι μια ζώνη συχνοτήτων που διέρχεται κοντά στον συντονισμό, ενώ η συχνότητα μακριά από τον συντονισμό μειώνεται (αν και δεν έχει σταματήσει τελείως). Επειδή υπάρχει μια ζώνη συχνοτήτων που μπορεί να περάσει, ονομάζεται φίλτρο διέλευσης ζώνης. Το κύκλωμα (γ) στο σχήμα είναι επίσης ένα ζωνοπερατό φίλτρο. Λόγω του γεγονότος ότι το κύκλωμα συντονισμού σειράς βραχυκυκλώνεται στο σημείο του κεραυνού, η συχνότητα συντονισμού διέρχεται (και κοντά), ενώ η συχνότητα μειώνεται πιο μακριά επειδή το κύκλωμα συντονισμού σειράς έχει τώρα κάποια αντίδραση.
Τα κυκλώματα (β) και (δ) κάνουν το αντίθετο - σταματούν να σηματοδοτούν στον συντονισμό. Το κύκλωμα (β) επιτυγχάνεται με τη συντόμευση του σήματος, ενώ το κύκλωμα (δ) επιτυγχάνεται με το άνοιγμα της διαδρομής μεταξύ της εισόδου και της εξόδου. Ακόμη και κοντά στον συντονισμό, θα εξασθενίσουν το σήμα, έτσι θα σταματήσουν (ή θα αποδυναμώσουν) μια ζώνη συχνοτήτων όπως φαίνεται στο σχήμα (β). Επομένως, ονομάζονται φίλτρα band stop ή band stop filters.
Λάβετε υπόψη τις ομοιότητες μεταξύ αυτού και των χαμηλοπερατών ή υψηλών φίλτρων RC που συζητήθηκαν στο προηγούμενο κεφάλαιο. Αν και εδώ αναφερόμαστε στη συχνότητα αποκοπής, η πραγματική καμπύλη δείχνει ότι το «cutoff» είναι στην πραγματικότητα μια πολύ αργή πτώση. Υπάρχει επίσης μια σταδιακή αλλαγή και στις δύο πλευρές της συχνότητας συντονισμού.