Filter aktif adalah jenis filter elektronik analog yang menggunakan komponen aktif seperti amplifier. Amplifier
termasuk dalam desain filter dapat digunakan untuk meningkatkan kinerja
dan prediktabilitas filter, sambil menghindari kebutuhan untuk
induktor (yang biasanya mahal dibandingkan dengan komponen lain). Sebuah penguat mencegah impedansi beban dari tahap berikut dari mempengaruhi karakteristik filter. Filter aktif dapat memiliki kutub yang kompleks dan nol tanpa menggunakan induktor besar atau mahal. Bentuk respon, Q (faktor kualitas), dan frekuensi yang dicari sering dapat diatur dengan variabel resistor murah. Dalam beberapa rangkaian filter aktif, satu parameter dapat disesuaikan tanpa mempengaruhi yang lain.Menggunakan elemen aktif memiliki beberapa keterbatasan. Persamaan desain filter dasar mengabaikan bandwidth terbatas amplifier. Perangkat aktif Tersedia memiliki bandwidth terbatas, sehingga mereka sering tidak praktis pada frekuensi tinggi. Amplifier mengkonsumsi daya dan menyuntikkan suara ke dalam sistem. Topologi sirkuit tertentu mungkin tidak praktis jika tidak ada jalur DC disediakan untuk arus bias ke elemen penguat. Kemampuan penanganan daya dibatasi oleh tahap amplifier.
Konfigurasi rangkaian filter aktif (topologi elektronik filter) meliputi:
- Sallen-Key, dan filter VCVS (sensitivitas rendah untuk toleransi komponen)
- Negara filter variabel dan filter bikwadratik atau biquad
- Ganda Amplifier Bandpass (DABP)
- Wien notch
- Beberapa Feedback Filter
- Fliege (jumlah komponen terendah untuk 2 opamp tetapi dengan pengendalian yang baik atas frekuensi dan jenis)
- Akerberg Mossberg (salah satu topologi yang menawarkan kendali penuh dan independen terhadap gain, frekuensi, dan tipe)
Filter aktif dapat melaksanakan fungsi transfer yang sama sebagai filter pasif. Fungsi transfer yang umum adalah:
- High-pass filter - redaman frekuensi di bawah cut-off poin mereka.
- Low-pass filter - redaman frekuensi di atas cut-off poin mereka.
- Band-pass filter - atenuasi frekuensi baik di atas dan di bawah mereka mereka memungkinkan untuk lulus.
- Notch filter - atenuasi frekuensi tertentu sementara memungkinkan semua orang lain untuk lulus.
Kombinasi yang mungkin, seperti kedudukan dan high-pass (di filter gemuruh di mana sebagian besar gemuruh menyinggung berasal dari frekuensi tertentu). Contoh lain adalah filter eliptik.
Desain filter aktif
Untuk merancang filter, spesifikasi yang perlu ditetapkan antara lain:
- Rentang frekuensi yang diinginkan (passband) bersama-sama dengan bentuk respon frekuensi. Hal ini menunjukkan berbagai filter (lihat di atas) dan pusat atau frekuensi sudut.
- Input dan output impedansi persyaratan. Ini membatasi topologi sirkuit yang tersedia; misalnya, sebagian besar, tapi tidak semua topologi filter aktif menyediakan buffer (impedansi rendah) output. Namun, ingat bahwa impedansi output internal penguat operasional, jika digunakan, akan naik tajam pada frekuensi tinggi dan mengurangi atenuasi dari yang diharapkan. Sadarilah bahwa beberapa topologi filter high-pass menyajikan input dengan hampir sirkuit pendek untuk frekuensi tinggi.
- Dynamic range dari elemen aktif. Penguat seharusnya tidak jenuh (lari ke rel listrik) pada sinyal masukan yang diharapkan, atau harus itu dioperasikan pada amplitudo rendah sehingga kebisingan mendominasi.
- Sejauh mana sinyal yang tidak diinginkan harus ditolak.
- Dalam kasus sempit-band filter bandpass, Q menentukan-3dB bandwidth yang tetapi juga tingkat penolakan frekuensi jauh dari frekuensi pusat; jika dua persyaratan ini bertentangan kemudian terhuyung-tuning bandpass filter mungkin diperlukan.
- Untuk filter notch, sejauh mana sinyal yang tidak diinginkan pada frekuensi notch harus ditolak menentukan akurasi dari komponen, tetapi bukan Q, yang diatur oleh kecuraman yang diinginkan takik, yaitu bandwidth sekitar notch sebelum atenuasi menjadi kecil.
- Untuk high-pass dan low-pass (serta band-pass filter jauh dari pusat frekuensi), penolakan yang diperlukan dapat menentukan kemiringan redaman yang diperlukan, dan dengan demikian "order" dari filter. Sebuah orde kedua all-pole filter memberikan kemiringan utama dari sekitar 12 dB per oktaf (40dB/decade), tapi lereng dekat dengan frekuensi sudut jauh lebih sedikit, kadang-kadang mengharuskan takik ditambahkan ke filter.
- Yang diijinkan "riak" (variasi dari respon datar, dalam desibel) dalam passband dari high-pass dan low-pass filter, bersama dengan bentuk kurva respon frekuensi dekat frekuensi sudut, menentukan faktor rasio redaman atau redaman ( = 1 / (2Q)). Ini juga mempengaruhi respon fase, dan respon waktu untuk input gelombang persegi. Beberapa bentuk respon penting (rasio redaman) memiliki nama terkenal:
- Chebyshev filter - memuncak / riak di passband sebelum sudut; Q> 0,7071 untuk 2nd-order filter
- Filter butterworth - respon amplitudo maksimal datar; Q = 0,7071 untuk 2nd-order filter
- Linkwitz-Riley filter - diinginkan properti untuk aplikasi audio crossover, waktu naik tercepat tanpa overshoot; Q = 0,5 (teredam kritis)
- Paynter atau transisi Thompson-Butterworth atau "kompromi" filter - lebih cepat jatuh-off dari Bessel; Q = 0,639 untuk 2nd-order filter
- Bessel filter - group delay maksimal datar; Q = 0,577 untuk 2nd-order filter
- Elliptic filter atau Cauer filter - menambahkan takik (atau "nol") di luar passband, untuk memberikan kemiringan yang lebih besar di wilayah ini daripada kombinasi ketertiban dan rasio redaman tanpa notch(takik).
Selectable Active filter
list
R1,R3,R13,R18,R22,R24 : 1K
R2,R23 : 50k pot
R4,R25 : 5k1
R5,R14 : 10K
R6 : 1K2
R7 : 5K6
R8 : 100K pot
R9,R10 : 27k
R11,R19 : 100k
R12 : 3k9
R15,R16,R20 : 150k
R17 : 4k7
R21 : 56k
R26 : 47k
C1,C3,C11,C12 : 471
C2,C13 : 47uf/50V
C4 : 104
C5 : 333
C6,C7 : 223
C8,C9 : 103
C10 : 683
C14 : 100
IC LM4558/TL072/TL082/opamp
