滤波器是允许某些频率的信号通过而衰减另一些频率信号的电路或装置。只用电阻、电容、电感组成的滤波器称作无源滤波器。常常通过增加有源器件(如运放或晶体三极管)改进滤波器的性能,利用有源器件的滤波器称作有源滤波器。低成本集成运算放大器使有源滤波器得到普及。
图13-35(a)显示了一个有源低通滤波电路。图13-35(b)表明了在低频增益最大。当频率增加,增益开始下降。滤波器抵制或削弱高频而通过低频。
用运算放大器的有源滤波器在低频有优势。设计一个具有大约800Hz截止点频率的无源低通滤波器,需要一个很大的电感。这样电感体积大而且价格高。用有源滤波器能通过恰当的相位的负反馈模拟电感。使图13-35(a)的电容反馈在截止频率产生同样相位效应还可以消除电感器引起电流90°滞后。有源滤波器的作用与电感-电容低通滤波器非常相似。
为了得到急速的截止,可以用级联有源滤波器。图13-36(a)显示了两个有源滤波器级联从图13-36(b)的曲线能够看出改善的截止特性,有源滤波器似乎比同样的无源滤波器更复杂,但是在低频,它的体积小,而且制造费用低。
图13-37(a)显示了一个有源高通滤波器。从(b)的曲线图看出对低频有衰减作用。它的作用和低通滤波器是相反的。注意它的电阻和电容掉换了位置。比较图13-35与图13-37可以证实这一点。
有源带通滤波器显示在图13-38(a)中。在图13-38(b)中的曲线图显示了在某一个频率时出现最大增益,在高于该频率或低于该频率增益会减小。这种类型的滤波器可用来分离信号。例如,发送不同频率以控制不同的目标。如触摸音频拨号,利用带通滤波器分辨不同的音频,滤波器输出信号确定发送是哪个音频。