Filtre

ARGUMENT

Filtrele sunt circuite electronice care efectueaza funcţii de prelucrarea semnalelor, special destinate pentru a elimina componentele de semnal nedorit şi/sau întări cele vrute.

Cele mai comune tipuri de filtre electronice sunt filtrele liniare, indiferent de alte aspecte legate de proiectarea lor.

Cele mai vechi forme de filtre electronice sunt filtrele liniare pasive analogice, construite folosind doar rezistenţe şi condensatori sau rezistenţe şi inductoare. Acestea sunt cunoscute sub denumirea filtre de RC şi respectiv RL pol singular. Filtre multipole LC mult mai complexe, au existat de asemenea de mulţi ani şi funcţionarea unor astfel de filtre este bine înţeleasă cu multe cărţi ce au fost scrise despre ele.

Filtrele hibrid de asemenea, au fost făcute, care, de obicei implică combinaţii de amplificatoare analogice cu rezonatoare mecanice sau linii de întârziere. Alte dispozitive, cum ar fi linii de întârziere CCD au fost, de asemenea, folosite ca filtre discrete de timp. Cu disponibilitate de procesare de semnal digital, filtrele active digitale au devenit comune.

Sinteza unui circuit urmăreşte elaborarea unei scheme electrice şi determinarea valorilor componentelor respective plecând de la o serie de specificaţii (date de proiectare) impuse. Utilizarea transformărilor de frecvenţă în sinteza filtrelor presupune cunoaşterea metodelor de proiectare numai pentru cazul filtrelor trece-jos, celelalte tipuri obţinându-se din acestea prin simpla schimbare a naturii şi a valorilor unora dintre componente, arhitectura circuitului rămânând nemodificată.

În realizarea filtrelor pasive RLC, componenta care diferă cel mai mult de elementul de circuit ideal este bobina, prezentând capacitate parazită, rezistenţă mare de pierderi, iar la frecvenţe joase având gabarit foarte mare. De asemenea inductanţele nu se pretează a fi realizate în tehnică integrată. Din aceste motive s-a căutat înlocuirea în schemele filtrelor pasive a bobinelor cu circuite active care să conţină numai rezistenţe, condensatoare şi amplificatoare operaţionale.

O astfel de structură a fost propusă de A. Antoniou şi se numeşte Convertor General de Impedanţă (General Impedance Convertor - GIC).

CAPITOLUL I

FILTRE ACTIVE CU AMPLIFICATOARE OPERAŢIONALE

1.1. Noțiuni generale

Filtrele active (cu tranzistoare bipolare, cu tranzistoare cu efect de câmp sau cu amplificatoare operaţionale ) realizează aceleaşi funcţii ca şi filtrele cu elemente pasive – filtre trece jos, trece sus, trece bandă, etc. – dar sunt capabile să asigure o amplificare de putere supraunitară şi acoperă un domeniu de frecvenţe mult mai larg, în special spre frecvenţe joase (fără a necesita bobine şi condensatoare de dimensiuni foarte mari) .

Realizarea filtrelor active cu amplificatoare operaţionale prezintă şi avantajul unei mai bune independenţe a caracteristicii de transfer şi a parametrilor filtrelor de parametri elementelor active utilizate şi, implicit, de variaţia acestora la modificări ale mediului ambiant.

Sunt numeroase posibilităţi de realizare a filtrelor active cu amplificatoare operaţionale caracterizate printr-o funcţie de transfer cu doi poli, după modul de utilizare a amplificatorului operaţional şi de structura reţelei pasive selective utilizate. În lucrare, amplificatorul operaţional este folosit ca o sursă de tensiune comandată în tensiune (deci ca un amplificator ideal de tensiune) conform schemei din fig.1.a.

Amplificatorul din fig.1.a este caracterizat prin :

- amplificare de tensiune, , dependentă de cele două rezistenţe din reţeaua de reacţie, şi :

(1)

- impedanţa de intrare , , foarte mare ;

- impedanţa de ieşire, , foarte mică.