Filtry aktywne to układy bezindukcyjne, w których do elementów RC włączono dodatkowo wzmacniacze operacyjne. Pozwala to na zaprojektowanie filtru o dowolnej charakterystyce częstotliwościowej. Zastosowanie wzmacniaczy pozwala uzyskać filtry dolnoprzepustowe, górnoprzepustowe, środkowoprzepustowe oraz środkowozaporowe. Zastosowane elementy pozwalają na uzyskanie maksymalnie płaskiej charakterystyki w paśmie przepustowym i jej dużej stromości.
W zależności od oczekiwanych własności i kryteriów projektowania filtrów aktywnych wyróżnia się kilka typów układów. Jako kryteria projektowe mogą być przyjmowane takie cechy, jak np. maksymalnie płaska charakterystyka amplitudowa czy duża ostrość załamania charakterystyki amplitudowej. Najpopularniejszymi układami są filtry aktywne: Sallen‑Keya (Rys. 5.15), Butterwortha, Czebyszewa i Bessela.
R1bJek8p7hcS3
Ilustracja przedstawia wykres. Oś pionowa opisana jest jako u z indeksem dolnym wu igrek do u z indeksem dolnym wu e. Zaznaczone są na niej wartości co jedną dziesiątą do jedynki. Na osi poziomej zaznaczona jest częstotliwość unormowana, wartości na osi to jeden, dwa oraz trzy. Od wartości jeden na osi pionowej wychodzą trzy linie. Pierwsza opisana jako baterworf zaczyna opadać do dołu na wysokości 1 na osi poziomej. Zrównuje się z zerem przed wartością dwa na osi poziomej. Druga linia opisana jako Besel zaczyna trasę przy wartości jeden na osi poziomej, po czym jednostajnie opada do dołu, zrównując się z zerem przed wartością trzy zaznaczoną na osi poziomej. Trzecia linia startuje z tego samego miejsca, opada jednostajnie do dołu, na wysokości trójki, na osi poziomej osiąga wartość jedna dziesiąta na osi pionowej. Linie krzyżują się na wysokości siedem dziesiątych na osi pionowej, a jeden na osi poziomej. Od wartości zero dziewięć pięć na osi pionowej biegnie falista linia, która opada na wysokości jedynki na osi poziomej gwałtownie ku dołowi. Dociera do wartości zero na osi pionowej na wysokości jeden kropka trzy osi poziomej. Ten obszar opisany jest: Czebyszew falistość pół decybela.
Rys. 5.15 Porównanie charakterystyk amplitudowych kilku filtrów
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.
R1L4emJ0QKXsW
Ilustracja przedstawia schemat. Po lewej stronie schematu znajduje się okrągły biały punkt opisany jako wu e. Biegnie od niego w prawo linia, przechodzi przez dwie pionowe kreski opisane jako ce, po czym ponownie przechodzi przez dwie pionowe kreski opisane jako ce, kolejno przez trójkąt, w który wpisane jest plus jeden. Biegnie dalej w prawo do punktu wu igrek, tam kończy bieg. Od linii odchodzą trzy odnogi. Pierwsza, zlokalizowana między ce a ce, biegnie w dół, przechodzi przez prostokąt er, skręca w prawo, potem do góry łącząc się z linią, z której wyszła, za trójkątem. To miejsce trzeciej odnogi. Druga odnoga zlokalizowana między ce a trójkątem biegnie w dół, przechodzi przez prostokąt er i kończy swój bieg na poziomej krótkiej kresce.
Rys.5.16 Filtr Sallen‑Keya
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.