Bộ lọc dạng đơn

 Loại bộ lọc thụ động được sử dụng nhiều nhất là bộ lọc single–tuned. Đây là bộ lọc đơn giản, có chi phí thấp và hiệu quả. Cũng như các bộ lọc thụ động khác, bộ lọc single tuned được nối song song với hệ thống tải phi tuyến và được thiết kế để cộng hưởng với một tần số sóng hài xác định .

Bộ lọc single tuned được tạo thành đơn giản từ các phần tử R-L-C hoặc LC nối tiếp. Cấu hình của bộ lọc thụ động single tuned có dạng như trên hình sau

Bộ lọc thụ động dạng đơn (single tuned)

Tổng trở của cả bộ lọc:

Một trong những đặc trưng quan trọng của thiết bị lọc thụ động là đặc tính tần số của thiết bị. Đây là mối quan hệ giữa điện kháng của bộ lọc Z và bậc sóng hài h. Với đặc tuyến tần số của thiết bị, ta có thể xem xét khả năng và hiệu quả lọc sóng hài của từng bộ lọc. Đặc tính tần số của bộ lọc dạng đơn được cho như hình dưới

 Đặc tuyến trở kháng- tần số của bộ lọc đơn single tuned

Ở tần số cộng hưởng, điện kháng của bộ lọc giảm xuống do điện kháng của tụ và kháng điện triệt tiêu lẫn nhau.

Một thông số quan trọng khác với bộ lọc là hệ số chất lượng Q (quality factor). Hệ số này được tính bằng tỷ số của điện kháng tại điều kiện cộng hưởng với điện trở của mạch.

            XLch, XCch là điện kháng tại điều kiện cộng hưởng của tụ và kháng,

            R là điện trở của bộ lọc

            Q là hệ số chất lượng

Hệ số chất lượng thể hiện độ nhọn của đường đặc tuyến. Hệ số chất lượng của bộ lọc single tuned thường nằm trong khoảng 20-100 như hình sau:

  Đặc tuyến trở kháng- tần số với Q= 100 và Q=20

Khi mắc bộ lọc sóng hài trước phụ tải phi tuyến, luôn luôn xuất hiện hiện tượng cộng hưởng song song như trong hình sau:

Hiện tượng cộng hưởng song song

Tần số cộng hưởng song song luôn nhỏ hơn một chút so với tần số cộng hưởng của bộ lọc sóng hài (do đó toàn bộ phần sóng hài dòng điện sẽ chạy qua bộ lọc).

Khi đó mối quan hệ giữa điện kháng của bộ lọc và tần số được thể hiện như sau:

           Đặc tuyến điện kháng-tần số xét cho toàn mạch

Khi tần số cộng hưởng song song rất gần tần số của sóng hài, bộ lọc dễ bị quá tải về điện áp. Để tránh hiện tượng cộng hưởng song song cũng như lệch hài, thường thì người ta tính toán với tần số cộng hưởng thấp hơn 3-6% so với tần số mong muốn.