Активные фильтры

Операционный усилитель благодаря своим характеристикам является идеальным активным элементом для построения активных RС-фильтров. Фильтры с использованием в качестве активного элемента операционного усилителя имеют следующие преимущества перед пассивными фильтрами:

• воспроизведение частотных характеристик с заданными свойствами;
• независимость свойств фильтра от нагрузки;
• совмещение усилительных и фильтрующих свойств в пределах полосы пропускания.

Операционный усилитель дает возможность использовать резисторы и конденсаторы небольших номиналов даже при очень низких частотах.

Однако построение активных фильтров требует от ОУ высоких электрометрических характеристик, достаточного запаса устойчивости, повышенного значения частоты среза.

Рис. 14. Фильтр нижних частот

На рис. 14 представлена схема усилителя-фильтра нижних частот с многоконтурной обратной связью, для которого коэффициент усиления К, частоту среза и соотношение параметров можно оценить по формулам:

• Рис. 15. АЧХ фильтра низких частот

При номиналах элементов, указанных на схеме, верх­няя граничная частота f₀ активного фильтра составляет 0,5 Гц, а при С1=1 мкФ, С2=0,1 мкФ,f₀=5Гц (рис. 15).На рис. 16 представлена схема селективного (избира­тельного) усилителя-фильт­ра, для которого коэффици­ент усиления К, центральная частота и соотношение пара­метров определяются выражениями:

Рис. 16. Избирательный фильтр

При указанных номиналах элементов центральная частота фильтра f₀ = 500 Гц, а K=10 (рис. 17).

Рис. 17. АЧХ избирательного фильтра

Используя в качестве резистора R2 сопротивление канала полевого транзистора, можно управлять централь ной частотой f₀ избирательного фильтра, изменяя управляющее напряжение на затворе полевого транзистора.