Filtres actifs
Filterssont des circuits électroniques qui autorisent certaines composantes de fréquence et / ou en rejettent d'autres. Vous avez peut-être rencontré des filtres dans le didacticiel de théorie des réseaux. Ils sont passifs et sont les circuits ou réseaux électriques constitués d'éléments passifs comme une résistance, un condensateur et (ou) un inducteur.
Ce chapitre traite de active filters en détail.
Types de filtres actifs
Les filtres actifs sont les circuits électroniques, qui consistent en un élément actif comme un ou plusieurs amplis opérationnels ainsi que des éléments passifs comme une ou plusieurs résistances et un ou plusieurs condensateurs.
Les filtres actifs sont principalement classés dans les catégories suivantes four types en fonction de la bande de fréquences qu'ils autorisent et / ou rejettent -
- Filtre passe-bas actif
- Filtre passe-haut actif
- Filtre passe-bande actif
- Filtre d'arrêt de bande actif
Filtre passe-bas actif
Si un filtre actif autorise (passe) uniquement low frequency composants et rejette (bloque) tous les autres composants haute fréquence, puis il est appelé comme un active low pass filter.
le circuit diagram d'un filtre passe-bas actif est illustré dans la figure suivante -
Nous savons que le réseau électrique, qui est connecté à la borne non inverseuse d'un ampli-op est un passive low pass filter. Ainsi, l'entrée d'une borne non inverseuse d'un amplificateur opérationnel est la sortie d'un filtre passe-bas passif.
Observez que le circuit ci-dessus ressemble à un non-inverting amplifier. Il a la sortie d'un filtre passe-bas passif comme entrée de la borne non inverseuse de l'ampli-op. Par conséquent, il produit une sortie, qui est $ \ left (1+ \ frac {R_f} {R_1} \ right) $ fois l'entrée présente au terminal non inverseur.
Nous pouvons choisir les valeurs de $ R_ {f} $ et $ R_ {1} $ convenablement afin d'obtenir le desired gainà la sortie. Supposons que si nous considérons les valeurs de résistance de $ R_ {f} $ et $ R_ {1} $ comme zéro ohms et infini ohms, alors le circuit ci-dessus produira ununity gain sortie filtre passe-bas.
Filtre passe-haut actif
Si un filtre actif autorise (passe) uniquement high frequency composants et rejette (bloque) tous les autres composants basse fréquence, alors cela s'appelle un active high pass filter.
le circuit diagram d'un filtre passe-haut actif est illustré dans la figure suivante -
Nous savons que le réseau électrique, qui est connecté à la borne non inverseuse d'un ampli-op est un passive high pass filter. Ainsi, l'entrée d'un terminal non inverseur de l'amplificateur opérationnel est la sortie du filtre passe-haut passif.
Maintenant, le circuit ci-dessus ressemble à un non-inverting amplifier. Il a la sortie d'un filtre passe-haut passif comme entrée à la borne non inverseuse de l'ampli-op. Par conséquent, il produit une sortie, qui est $ \ left (1+ \ frac {R_f} {R_1} \ right) $ fois l'entrée présente sur son terminal non inverseur.
On peut choisir convenablement les valeurs de $ R_f $ et $ R_1 $ afin d'obtenir le desired gainà la sortie. Supposons que si nous considérons les valeurs de résistance de $ R_ {f} $ et $ R_ {1} $ comme zéro ohms et infini ohms, alors le circuit ci-dessus produira ununity gain sortie filtre passe-haut.
Filtre passe-bande actif
Si un filtre actif autorise (passe) une seule bande de fréquences, alors il est appelé active band pass filter. En général, cette bande de fréquences se situe entre la plage des basses fréquences et la plage des hautes fréquences. Ainsi, le filtre passe-bande actif rejette (bloque) à la fois les composantes basse et haute fréquence.
le circuit diagram d'un filtre passe-bande actif est illustré dans la figure suivante
Observez qu'il y a two parts dans le schéma de circuit du filtre passe-bande actif: La première partie est un filtre passe-haut actif, tandis que la seconde partie est un filtre passe-bas actif.
La sortie du filtre passe-haut actif est appliquée en tant qu'entrée du filtre passe-bas actif, ce qui signifie que le filtre passe-haut actif et le filtre passe-bas actif sont cascaded afin d'obtenir la sortie de telle sorte qu'elle ne contienne qu'une bande de fréquences particulière.
le active high pass filter, qui est présent au premier étage permet les fréquences supérieures à la lower cut-off frequencydu filtre passe-bande actif. Nous devons donc choisir convenablement les valeurs de $ R_ {B} $ et $ C_ {B} $, pour obtenir lelower cut-off frequency du filtre passe-bande actif.
De même, le active low pass filter, qui est présent au deuxième étage autorise les fréquences plus petites que la fréquence de coupure plus élevée du filtre passe-bande actif. Il faut donc choisir convenablement les valeurs de $ R_ {A} $ et $ C_ {A} $ afin d'obtenir lehigher cut-off frequency du filtre passe-bande actif.
Par conséquent, le circuit du schéma décrit ci-dessus produira une sortie de filtre passe-bande actif.
Filtre d'arrêt de bande actif
Si un filtre actif rejette (bloque) une bande de fréquences particulière, il est appelé active band stop filter. En général, cette bande de fréquences se situe entre la plage des basses fréquences et la plage des hautes fréquences. Ainsi, le filtre d'arrêt de bande actif permet (passe) les composants à basse et haute fréquence.
le block diagram d'un filtre coupe-bande actif est illustré dans la figure suivante -
Observez que le schéma fonctionnel d'un filtre coupe-bande actif se compose de deux blocs dans son premier étage: un filtre passe-bas actif et un filtre passe-haut actif. Les sorties de ces deux blocs sont appliquées en tant qu'entrées au bloc présent dans le deuxième étage. Alors lesumming amplifier produit une sortie, qui est la version amplifiée de la somme des sorties du filtre passe-bas actif et du filtre passe-haut actif.
Par conséquent, la sortie du schéma fonctionnel ci-dessus sera le output of an active band stop , lorsque nous choisissons la fréquence de coupure du filtre passe-bas pour qu'elle soit plus petite que la fréquence de coupure d'un filtre passe-haut.
le circuit diagram d'un filtre coupe-bande actif est illustré dans la figure suivante -
Nous avons déjà vu les schémas de circuit d'un filtre passe-bas actif, d'un filtre passe-haut actif et d'un amplificateur sommateur. Observez que nous avons obtenu ce qui précèdecircuit diagram du filtre d'arrêt de bande actif en remplaçant les blocs par les schémas de circuit respectifs dans le schéma de principe d'un filtre d'arrêt de bande actif.