Filtre active

Filtre active

Circuitele ce prezinta caracteristici de tip filtru si contin componente active (putand asigura si amplificare) se numesc filtre active.

Functia specifica a acestor circuite care prelucreaza semnale nesinusoidale, este aceea de a permite trecerea semnalelor considerate utile si/sau de a opri trecerea celor considerate nedorite (perturbatoare).

a. Clasificarea filtrelor active

Se cunosc si se utilizeaza mai multe cri-terii de clasificare:

1. Dupa domeniul de frecventa deosebim:

- filtru trece jos - FTJ

- filtru trece sus - FTS

- filtru trece banda - FTB

- filtru opreste banda - FOB

2. Dupa ordin (panta caracteristicii de frecventa sau a diagramei Bode de amplitudine) deosebim:

- filtre de ordinul I - cu pante de +/- 20 dB/decada

- filtre de ordinul II - cu pante de +/- 40 dB/decada

- filtre de ordinul III - cu pante de +/- 60 db/decada

s.a.

3. Dupa principiul de functionare sau structura constructiva deosebim:

- filtre cu reactie simpla - integratorul, diferentiatorul

- filtre cu reactie multipla -

- filtre cu reactie multipla si o reactie globala pozitiva.

- filtre cu sursa de tensiune controlata

- filtre cu variabile de stare

- filtre cu convertoare de impedanta negativa

- filtre cu giratoare

- filtre biquad sau rezonatoare

- filtre cu inductanta simulata

b. Filtre trece banda de ordinul I cu

reactie multipla

Schema de principiu a unui asemenea filtru activ se prezinta in figura 8.78 impreuna cu caracteristica de frecventa ce-l descrie.

Caracteristica de frecventa prezinta par-ticularitatea unei selectivitati suplimentare ordinului I in zona din imediata proximitate a frecventei centrale, datorata existentei unui pol dublu la frecventa de taiere data de re-

latia:

8.187

O proprietate remarcabila a acestui filtru este posibilitatea acordarii sale (modificarii frecventei centrale f ) prin modificarea va-lorii rezistentei R , in conditiile in care banda si amplificarea raman constante.

c. Filtru trece jos de ordinul II

cu sursa de tensiune constanta

Schema de principiu a unui asemenea filtru

se prezinta in figura 8.79.

Utilizand schema de calcul din figura 8.80 se deduc ecuatiile ce descriu func-tionarea sa:

8.188

8.189

8.190

Din acestea se deduce functia de transfer a filtrului:

8.191

Ea pune in evidenta existenta unui pol

dublu la frecventa de taiere data de relatia:

8.192

In ce priveste conectarea uneia din capa-citati la iesirea filtrului si nu la masa, acest artificiu reduce eroarea de suprapunere a celor doi poli in polul dublu.

Inseriind intre ele elementele RC se ob-tine un filtru trece sus de ordinul II.

d. Filtru trece banda de ordinul IV cu

reactie multipla

Asa cum rezulta din schema de principiu prezentata in figura 8.81, filtrul de ordinul IV rezulta prin conectarea in cascada a doua filtre identice de ordinul II. Alaturi de alte precautii la realizarea unui asemenea filtru trebuie asigurata o selectie riguroasa a elementelor pasive, valoarea lor determinand

precizia de suprapunere a polilor.

Totodata rezistentele din cir-cuit trebuie sa aiba valori mult mai mici decat rezisten-tele de pierderi ale conden-satoarelor. 

Caracteristica de transfer a filtrului are forma princi-piala din figura 8.82.