Wiadomości wstępne

        Filtry aktywne można zaliczyć do grupy układów selektywnych tzn.wzmacniających sygnały o określonym zakresie częstotliwości . Filtry  posiadają jedno lub dwa pasma przepustowe (wzmocnienie lub brak tłumienia) i jednocześnie jedno lub dwa pasma zaporowe (tłumienie). Wzajemny układ pasm określa rodzaj filtru. Filtr dolnoprzepustowy posiada pasmo przepustowe od strony niskich częstotliwości i pasmo zaporowe od strony częstotliwości wysokich. Odwrotnie będzie w przypadku filtru górnoprzepustowego. Filtr środkowoprzepustowy posiada pasmo przepustowe w zakresie średnich częstotliwości i dwa pasma zaporowe - od strony niskich i wysokich częstotliowści. Odwrotna sytuacja wystąpi w filtrze środkowozaporowym. Filtrami aktywnymi nazywamy grupę układów selektywnych wykorzystujących elementy aktywne (tranzystory , wzmacniacze operacyjne)oraz elementy bierne RC. Znalazły one szcególne zastosowanie w zakresie niskich częstotliwości , gzie zastąpiły filtry  bierne.



 

Podstawowy układ i podział filtrów aktywnych

        Aktualnie do realizacji filtrów aktywnych prawie wyłącznie stosowane są wzmacniacze operacyjne. Umożliwiają one realizację układów o różnych charakterystykach częstotliowściowych  dzięki zastosowaniu sprzężeń zwrotnych zależnych od częstotliwości.
        Filtr aktywny składa się z szerekopasmowego wzmacniacza o wzmocnieniu  Ku0 i członu sprzężenia zwrotnego , którego współczynnik sprzeżenia zależny jest od czestotliwości B(f) . Przy dodatnim sprzężeniu zwrotnym maksimum wzmocnienia będzie odpowiadało maksimum współczynnika sprzężenia zwrotnego . Przy ujemnym sprzężeniu zwrotnym charakterystyka filtru będzie odwrotnością charakterystyki członu sprzężenia zwrotnego. Można wyobrazić sobie układ wyposażony w oba rodzaje sprzeżeń zwrotnych .
        Skomplikowanie układu sprzężenia zwrotnego wpływa na przebieg  charakterystyki wzmocnienia w paśmie przepustowym, a przede wszystkim na nachylenie charakterystyki w obszarze przejsciowym  - między pasmami przpustowym i zaporowym. Nachylenie charakterystyki wynika z tzw. rzędu filtru . Filtr  I rzędu posiada nachylenie charakterystyki 6 dB/okt lub 20 dB/dek.
        Rząd filtru pomnożony przez 6 dB określa nachylenie charakterystyki wyrażone w dB/okt. Filtr II rzedu posiada nachylenie 12 dB/okt , filtr III rzędu 18dB/okt , a IV rzedu 24 dB/okt itd .
        Kształt charakterystyki filtru w pasmie przepustowym i w pobliżu częstotliwości granicznej zależy od własności filtru, określanych jakomaksymalnie liniowej charakterystyki fazowej  -  filtr Bessela  lub  maksymalnie liniowej charakterystyki wzmocnienia -  filtr Butterwortha  oraz filtry oparte o wielomiany Czebyszewa -  filtry Czebyszewa .