De enklaste bandpassfiltren är LC-filter - de använder induktorer och kondensatorer (även om det alltid finns några extra motstånd i kretsen som påverkar driften).
Dessa komponenter kan kopplas i serie eller parallellt, och de resulterande kretsarna kallasseriens resonanskretsar respektive parallella resonanskretsar. Ordet resonans används eftersom dessa kretsar svarar på specifika frekvenser, precis som strängarna på en fiol eller gitarr. Därför kallas de ofta för avstämningskretsar.
Detta visar några exempel på dessa kretsar kopplade på olika sätt. Resonansfrekvensen för både serie- och parallellkretsar beror på resistanseffekten, där XL på induktorn är lika med Xc på kondensatorn. Vi kan erhålla resonansfrekvensen genom att lösa denna ekvation
Där f är frekvens, L är induktans, C är kapacitans, representerar frekvens:
I en parallellt avstämd krets är kondensatorer och induktorer parallellkopplade, så de har samma spänning. Vid resonansfrekvensen har vi också att deras reaktanter är lika. Enligt Ohms lag om växelströmskretsar, om induktorer och kondensatorer har samma spänning och reaktans, måste de också ha samma ström. Så de har alla samma ström. Men eftersom en av strömmarna får spänningen att öka med 90 "och den andra strömmen gör att spänningen släpar med 90", skiljer de sig 180 "av varandra. Därför är riktningen för strömmarna motsatt, den ena stiger och den andra faller. Därför måste strömmen i ledningen som leder till den sekundära avstämningskretsen vara noll. Eftersom den externa strömkretsen går in i spänningen som en öppen krets har noll, men ingen ström passerar igenom).
Den motsatta situationen inträffar i enserieresonans (även känd som en serieresonansanordning)krets. Här är kondensatorer och induktorer seriekopplade, så strömmen är densamma. Den här gången styr spänningen på en elektrod strömmen, medan spänningen på den andra elektroden släpar efter strömmen med 90 tum. Därför är dessa två spänningar 180 tum från varandra. Vid resonans (ett annat sätt att säga 'vid resonansfrekvens') är deras reaktanter lika, så deras spänningar är lika, men motsatta. Därför är den totala spänningen genom strömmen noll. Därför är kretsens beteende som en kortslutning (det finns också ström, men ingen spänning går igenom).
Därför har vi utformat följande empiriska regler:
Under resonans uppvisar den parallellt avstämda kretsen en öppen krets.
Under resonans,seriens resonanskretsen uppvisar en kortslutning.
Vid andra frekvenser har båda kretsarna en viss impedans. När man närmar sig resonansfrekvensen är kretsen inte helt öppen (för parallell inställning) eller kort (för serieavstämning), men fortfarande mycket nära. Ju längre bort från resonansfrekvensen, desto mindre är kretsen, och det kan finnas öppna eller kortslutningar.
Båda dessa kretsar kan fungera som selektiva filter, som tillåter vissa frekvenser att passera och hindrar andra från att passera. De kan koppla in avstämningskretsar mellan två grundläggande riktningar, såsom (a) och (b) (i vilket fall signalen blir kortare beroende på kretsens impedans), eller så måste en signal passera genom en LC-krets från ingång till utgång som visas i (c) och (d) (i vilket fall kommer den mer eller mindre att passera igenom beroende på kretsens impedans).
Med krets (a) som exempel. Under resonans uppvisar den parallellt avstämda kretsen en öppen krets, där det mesta av insignalen direkt når utgången genom motstånd. Enligt de olika utgångsbelastningarna kan det finnas ström i seriemotståndet, så det kan finnas spänningsbortfall, men vi kan ignorera det. Men bortsett från resonans är avstämningskretsen inte längre öppen; Det får den ökade strömmen att passera genom seriemotståndet, vilket resulterar i en ökning av spänningsfallet. Ju längre bort från resonans, desto större minskning och desto mindre utspänning.
Om vi håller ingångsspänningen konstant men ändrar frekvensen, och sedan plottar förhållandet mellan utspänningen och frekvensen, får vi en graf som liknar figur (a). Vi ser att toppen av utgången visas vid resonansfrekvensen och det finns en minskning på båda sidor. Det finns verkligen ett frekvensband som passerar nära resonansen, medan frekvensen långt bort från resonansen reduceras (även om det inte är helt stoppat). Eftersom det finns ett frekvensband som kan passera, kallas det ett bandpassfilter. Kretsen (c) i figuren är också ett bandpassfilter; På grund av att serieresonanskretsen är kortsluten vid blixtpunkten, passerar resonansfrekvensen genom (och nära), medan frekvensen minskar längre bort eftersom serieresonanskretsen nu har en viss reaktans.
Kretsarna (b) och (d) gör det motsatta - de slutar signalera vid resonans; Krets (b) uppnås genom att förkorta signalen, medan krets (d) uppnås genom att öppna vägen mellan ingång och utgång. Även nära resonans kommer de att försvaga signalen, så de kommer att stoppa (eller försvaga) ett frekvensband som visas i figur (b). Därför kallas de bandstopp- eller bandstoppfilter.
Observera likheterna mellan detta och RC-lågpass--högpassfiltren som diskuterades i föregående kapitel. Även om vi syftar på gränsfrekvensen här, visar den faktiska kurvan att 'cutoff' faktiskt är en mycket långsam minskning. Det sker också en gradvis förändring på båda sidor av resonansfrekvensen.