Активные фильтры

В области сравнительно низких частот (менее 100 кГц) в апериодических и колебательных звеньях электрических фильтров требуются большие ёмкости конденсаторов и индуктивности катушек, которые по массе и габаритам значительно превышают интегральные микросхемы. Поэтому при построении электрических фильтров указанного радиодиапазона в качестве базовых элементов используются операционные усилители (ОУ). Электрические фильтры, представляющие собой комбинации определённым образом соединённых RC - цепейи операционных усилителей, получили название активных фильтров.

Для улучшения электрических характеристик таких фильтров в них применяется отрицательная обратная связь (ООС). Вопросы, связанные с влиянием ООС на свойства усилителей, изучаются в дисциплине «Схемотехника аналоговых электронных устройств».

В радиоэлектронике и технике связи широкое применение находят активные фильтры 1- го и 2- го порядка, имеющие однопетлевую или двухпетлевую частотно-зависимую ООС. Базовые схемы таких фильтров приведены на рис. 7.

а)б)

Рис.7. Базовые схемы активных фильтров:

а) 1-го порядка; б) 2- го порядка

Достаточно простой математический анализ этих схем, основанный на первом законе Кирхгофа, показывает, что на основе базовых схем можно получить различные виды фильтров как простейших (рис.8, а), так и более сложных (рис.8, б).

Можно показать, что частота среза активного фильтра НЧ 2- го порядка будет определяться из выражения

................................... (7)

а)б)

Рис.8. Активные фильтры 2- го порядка:

а) ФНЧ; б) ФВЧ

Следует заметить, что активный фильтр верхних частот 2- го порядка (рис.8, б) может быть построен перестановкой местами резисторов и конденсаторов в схеме фильтра нижних частот на рис.8, а. Частота среза при этом будет определяться по формуле

............................ (8)

Дата добавления: 2015-07-15