Filtri attivi

Filterssono circuiti elettronici che consentono determinati componenti di frequenza e / o ne rifiutano altri. Potresti aver incontrato i filtri nel tutorial sulla teoria della rete. Sono passivi e sono i circuiti elettrici o le reti costituiti da elementi passivi come resistore, condensatore e (o) un induttore.

Questo capitolo discute di active filters in dettaglio.

Tipi di filtri attivi

I filtri attivi sono i circuiti elettronici, che consistono in elementi attivi come amplificatori operazionali insieme a elementi passivi come resistori e condensatori.

I filtri attivi sono principalmente classificati nei seguenti four types in base alla banda di frequenze che stanno consentendo e / o rifiutando -

• Filtro passa basso attivo
• Filtro passa alto attivo
• Filtro passa banda attivo
• Filtro attivo per l'interruzione della banda

Filtro passa basso attivo

Se un filtro attivo consente (passa) solo low frequency componenti e rifiuta (blocca) tutti gli altri componenti ad alta frequenza, quindi viene chiamato come file active low pass filter.

Il circuit diagram di un filtro passa basso attivo è mostrato nella figura seguente:

Sappiamo che la rete elettrica, che è collegata al terminale non invertente di un amplificatore operazionale, è una passive low pass filter. Quindi, l'ingresso di un terminale non invertente di un amplificatore operazionale è l'uscita di un filtro passa basso passivo.

Si osservi che il circuito di cui sopra assomiglia a un non-inverting amplifier. Ha l'uscita di un filtro passa basso passivo come ingresso al terminale non invertente dell'amplificatore operazionale. Quindi, produce un output, che è $ \ left (1+ \ frac {R_f} {R_1} \ right) $ volte l'ingresso presente sul terminale non invertente.

Possiamo scegliere i valori di $ R_ {f} $ e $ R_ {1} $ opportunamente per ottenere il desired gainall'uscita. Supponiamo, se consideriamo i valori di resistenza di $ R_ {f} $ e $ R_ {1} $ come zero ohm e infinito ohm, allora il circuito sopra produrrà ununity gain uscita filtro passa basso.

Filtro passa alto attivo

Se un filtro attivo consente (passa) solo high frequency componenti e rifiuta (blocca) tutti gli altri componenti a bassa frequenza, quindi viene chiamato un file active high pass filter.

Il circuit diagram di un filtro passa alto attivo è mostrato nella figura seguente:

Sappiamo che la rete elettrica, che è collegata al terminale non invertente di un amplificatore operazionale, è una passive high pass filter. Quindi, l'ingresso di un terminale non invertente di opamp è l'uscita del filtro passa alto passivo.

Ora, il circuito sopra assomiglia a un file non-inverting amplifier. Ha l'uscita di un filtro passa alto passivo come ingresso al terminale non invertente dell'amplificatore operazionale. Quindi, produce un output, che è $ \ left (1+ \ frac {R_f} {R_1} \ right) $ volte l'ingresso presente al suo terminale non invertente.

Possiamo scegliere opportunamente i valori di $ R_f $ e $ R_1 $ per ottenere il file desired gainall'uscita. Supponiamo, se consideriamo i valori di resistenza di $ R_ {f} $ e $ R_ {1} $ come zero ohm e infinito ohm, allora il circuito sopra produrrà ununity gain uscita filtro passa alto.

Filtro passa banda attivo

Se un filtro attivo consente (passa) solo una banda di frequenze, viene chiamato come file active band pass filter. In generale, questa banda di frequenza si trova tra la gamma di bassa frequenza e la gamma di alta frequenza. Quindi, il filtro passa banda attivo rifiuta (blocca) sia i componenti a bassa che ad alta frequenza.

Il circuit diagram di un filtro passa banda attivo è mostrato nella figura seguente

Osserva che ci sono two parts nello schema circuitale del filtro passa banda attivo: La prima parte è un filtro passa alto attivo, mentre la seconda parte è un filtro passa basso attivo.

L'uscita del filtro passa alto attivo viene applicata come ingresso del filtro passa basso attivo, ciò significa che sia il filtro passa alto attivo che il filtro passa basso attivo cascaded per ottenere l'uscita in modo tale che contenga solo una particolare banda di frequenze.

Il active high pass filter, che è presente nella prima fase consente le frequenze maggiori di lower cut-off frequencydel filtro passa banda attivo. Quindi, dobbiamo scegliere adeguatamente i valori di $ R_ {B} $ e $ C_ {B} $, per ottenere il valore desideratolower cut-off frequency del filtro passa banda attivo.

Allo stesso modo, il active low pass filter, che è presente nel secondo stadio, consente frequenze inferiori alla frequenza di taglio più alta del filtro passa banda attivo. Quindi, dobbiamo scegliere i valori di $ R_ {A} $ e $ C_ {A} $ opportunamente per ottenere il valore desideratohigher cut-off frequency del filtro passa banda attivo.

Quindi, il circuito nel diagramma discusso sopra produrrà un'uscita di filtro passa banda attivo.

Filtro attivo per l'interruzione della banda

Se un filtro attivo rifiuta (blocca) una particolare banda di frequenze, viene chiamato come file active band stop filter. In generale, questa banda di frequenza si trova tra la gamma di bassa frequenza e la gamma di alta frequenza. Quindi, il filtro di interruzione della banda attivo consente (passa) componenti sia a bassa che ad alta frequenza.

Il block diagram di un filtro di interruzione di banda attivo è mostrato nella figura seguente -

Si noti che lo schema a blocchi di un filtro di interruzione di banda attivo è costituito da due blocchi nella sua prima fase: un filtro passa basso attivo e un filtro passa alto attivo. Le uscite di questi due blocchi vengono applicate come ingressi al blocco presente nella seconda fase. Così lasumming amplifier produce un'uscita, che è la versione amplificata della somma delle uscite del filtro passa basso attivo e del filtro passa alto attivo.

Pertanto, l'output dello schema a blocchi sopra sarà il output of an active band stop , quando scegliamo che la frequenza di taglio del filtro passa basso sia inferiore alla frequenza di taglio di un filtro passa alto.

Il circuit diagram di un filtro di interruzione di banda attivo è mostrato nella figura seguente -

Abbiamo già visto gli schemi circuitali di un filtro passa basso attivo, di un filtro passa alto attivo e di un amplificatore sommatore. Osserva che abbiamo ottenuto quanto sopracircuit diagram del filtro di interruzione di banda attivo sostituendo i blocchi con i rispettivi schemi circuitali nello schema a blocchi di un filtro di interruzione di banda attivo.