Filtri attivi e passivi

Filtri attivi e passivi
Un filtro è un quadripolo che permette il passaggio di una porzione dello spettro
del segnale in ingresso compreso in un determinato intervallo di frequenze,
chiamato banda passante, e l'attenuazione della parte esterna ad essa, cioè la
banda oscura.
È un dispositivo distorcente, ovvero che il segnale di uscita sarà diverso da quello di
entrata.
In base alla banda passante si possono identificare:

Banda passante, ossia l'intervallo di frequenze in cui la risposta dell'ampiezza si
mantiene costante (il segnale che passa).

Banda oscura, ossia la porzione esterna alla banda passante, cioè il segnale che
non viene evidenziato dal filtro.

Frequenze di taglio, ossia le frequenze in corrispondenza dell'attenuazione al
70% rispetto al centro banda, (nei filtri reali) ovvero la parte centrale della
banda passante.
Risposta in frequenza di un filtro ideale. Questo tipo di filtro non può essere realizzato, pertanto i filtri
reali presentano gli "angoli smussati" lungo le frequenze di taglio.
I filtri sono realizzati da componenti reattivi, quali condensatori, resistenze e
induttanze:
Le induttanze e le resistenze bloccano i segnali ad alta frequenza, lasciando passare
quelli a bassa frequenza.
I condensatori si comportano al contrario: creano una forte resistenza sulle
frequenze basse e lasciano passare quelle alte.
Per il condensatore:
Per le induttanze:
Esistono due tipologie di filtri:

Filtri passivi - sono quei filtri con risposta in ampiezza minore o uguale al segnale
di ingresso. (Il valore A0 massimo è uguale a 1)

Filtri attivi - impiegano, oltre ai componenti passivi, anche componenti attivi,
quali amplificatori operazionali. Il segnale in uscita sarà quindi amplificato rispetto
al segnale di ingresso. (Il valore A0 è maggiore di 1)
Tali filtri possono essere suddivisi, secondo i componenti che contengono, in:

Filtri di I Ordine - Realizzati da un solo componente reattivo e hanno una
sola frequenza di taglio (filtri passa-basso e passa-alto).

Filtri di II Ordine - Realizzati da più componenti reattivi e hanno
più frequenze di taglio (filtri passa-banda e elimina-banda).
Classificazione dei filtri in base all'andamento della risposta
in ampiezza:
Filtri di I Ordine:

Filtri passa-basso - La banda passante si trova al di sotto della frequenza di
taglio inferiore.
Filtro passa-basso

Filtri passa-alto - La banda passante si trova al di sopra della frequenza di
taglio superiore.
Filtro passa-alto
Filtri di II Ordine:

Filtri passa-banda - La banda passante si trova all'interno di due
frequenze di taglio.

Filtri elimina-banda - Eliminano le frequenze comprese tra due frequenze di
taglio.