Filtre electrice. Generalitati.

Filtre electrice. Generalitati.

Filtrele: circuite electronice de tip cuadripol cu o caracteristica de frecventa selectiva care:

- atenueaza (rejecteaza) semnalele cu frecvente din banda de atenuare; - permit trecerea, eventual amplificata, a semnalelor cu frecvente din banda de trecere.

- mai general, se poate spune ca filtrul electric este un cuadripol care prelucreaza semnalul de la intrare in asa fel incat semnalele de la iesire sa aiba proprietati impuse realizand o anumita caracteristica de frecventa si/sau o anumita caracteristica de faza.

* exista mai multe posibilitati de realizare a unor circuite electrice care sa indeplineasca aceste conditii.

a) filtre pasive – cu inductante si capacitati: domeniu limitat de frecvente, in special la frecvente medii si mari; la frecvente joase, circuitele realizate in aceasta tehnologie necesita inductante si capacitati de valori mari cu efecte negative privind gabaritul si pretul de cost.

b) filtre active – cu tranzistoare sau cu AO; acopera toate domeniile de frecventa, nu utilizeaza inductante si asigura, eventual, si amplificarea semnalelor din banda de trecere; in cazul unor filtre formate din mai multe etaje, acestea pot fi proiectate, realizate si acordate separat cu interconditionari minime intre etaje. In special, in cazul filtrelor active cu AO, se realizeaza cu usurinta adaptarea de impedante atat la intrarea cat si la iesirea circuitului.

c) filtre cu cristal sau filtre cu unda acustica de suprafata se folosesc, de obicei, la frecvente mari, cu performante superioare filtrelor realizate cu inductante si capacitati.

d) filtre digitale – realizate prin tehnici specifice structurilor numerice. Aceste filtre sunt mult mai flexibile fiind programabile software, pot realiza filtrari mai complexe decat cele analogice, dar nu pot acoperi toate tipurile de aplicatii.

Se studiaza filtrele realizate cu AO.

Clasificare: dupa caracteristica de frecventa, in functie de domeniul de frecvente specific pentru banda de trecere si pentru banda de atenuare.

In cazul ideal (amplificare constanta in banda de trecere, atenuare infinita in banda de atenuare si tranzitii cu panta infinita in zona de tranzitie), filtrele electrice pot fi:

- filtre trece jos (FTJ);

- filtre trece sus (FTS);

- filtre trece banda (FTB);

- filtre opreste (rejecteaza,) banda (FRB);

- filtre trece tot (FTT) la care amplificarea este constanta pentru tot domeniul de frecvente, marimea de iesire utila fiind caracteristica de faza.

Caracteristicile ideale nu sunt realizabile practic deoarece o variatie brusca a amplitudinii presupune un salt de faza care nu este teoretic posibil in circuitele electrice. Se pot realiza circuite cu caracteristici de frecventa care sa aproximeze, mai mult sau mai putin, caracteristica ideala, compromisul fiind realizat intre complexitatea circuitului si apropierea de cazul ideal. In acest fel, se pot face aproximari cu filtre cu caracteristici de ordinul 1 (cu functie de transfer cu un singur pol), de ordinul 2 (cu functie de transfer cu doi poli) sau de ordin superior.

In cadrul acestui capitol vor fi analizate filtrele realizate cu AO. In aceste circuite, AO poate fi folosit in mai multe moduri: ca amplificator cu amplificare infinita, in schema de amplificator cu amplificare finita, ca un convertor de impedanta negativa sau ca un girator, fiecare dintre variante avand proprietati specifice.