Εισαγωγή
Ηλεκτρονικά φίλτρα
Ως φίλτρο (filter) μπορεί να χαρακτηριστεί, γενικά, κάθε ηλεκτρονικό κύκλωμα (ή σύστημα) η απόκριση του οποίου εξαρτάται από τη συχνότητα του σήματος εισόδου του. Αν λάβουμε υπόψη μας πως οι χωρητικότητες και οι αυτεπαγωγές έχουν σύνθετη αντίσταση η οποία εξαρτάται από τη συχνότητα του σήματος που διέρχεται από αυτές, μπορούμε να συμπεράνουμε πως κάθε κύκλωμα που περιέχει τουλάχιστον ένα από τα πιο πάνω στοιχεία θα λειτουργεί ως φίλτρο. Δεδομένου, μάλιστα, ότι παρασιτικές χωρητικότητες, αλλά και αυτεπαγωγές, υπεισέρχονται σχεδόν αναπόφευκτα λόγω κατασκευαστικών αδυναμιών, μπορούμε να αντιληφθούμε ότι κάθε κύκλωμα θα συμπεριφέρεται ως φίλτρο, οδηγώντας σε απόσβεση του σήματος σε μία ή περισσότερες περιοχές συχνοτήτων. Αν η συμπεριφορά αυτή είναι ανεπιθύμητη, ακολουθείται κατάλληλη σχεδίαση ώστε το ωφέλιμο σήμα να έχει συχνότητα εκτός των πιο πάνω περιοχών. Για το λόγο αυτό είναι χρήσιμη η ανάλυση της απόκρισης κατά συχνότητα (frequency response) ενός κυκλώματος, ιδιαίτερα εκείνων που λειτουργούν σε υψηλές συχνότητες.
Η συμπεριφορά ενός φίλτρου καθορίζεται από τη συνάρτηση μεταφοράς του, δηλαδή τη μιγαδική απολαβή τάσης υπό την έννοια που αυτή παρουσιάστηκε σε προηγούμενο κεφάλαιο. Συγκεκριμένα, αν το ίδιο σήμα εφαρμοστεί στις εισόδους διαφορετικών φίλτρων τα αντίστοιχα σήματα εξόδου θα είναι διαφορετικά.
Υπάρχουν αρκετά κριτήρια για τη διάκριση των διάφορων τύπων φίλτρων, τα κυριότερα από τα οποία είναι τα εξής:
1o Κριτήριο: Φίλτρα που κατασκευάζονται με παθητικά στοιχεία (αντιστάτες, πυκνωτές, πηνία) χαρακτηρίζονται ως παθητικά (passive) και μπορούν να επιτύχουν την επιλεκτική απόσβεση των συχνοτικών συνιστωσών του σήματος εισόδου τους. Αντίθετα, φίλτρα που περιλαμβάνουν και ενεργά στοιχεία (τελεστικούς ενισχυτές, τρανζίστορ, κ.λπ.) μπορούν να επιτύχουν την επιλεκτική απόσβεση ορισμένων συχνοτήτων και την ενίσχυση άλλων. Τα φίλτρα αυτού του τύπου ονομάζονται ενεργά (active).
2o Κριτήριο: Ανάλογα με την επιλεκτικότητά τους, τα φίλτρα διακρίνονται σε φίλτρα διέλευσης χαμηλών συχνοτήτων (Low Pass Filters – LPF), σε φίλτρα διέλευσης υψηλών συχνοτήτων (High Pass Filters – HPF), σε φίλτρα διέλευσης ζώνης συχνοτήτων (Band Pass Filters – BPF), σε φίλτρα απόρριψης ζώνης συχνοτήτων (Band Stop Filters), κ.λπ., όπως θα εξηγήσουμε αναλυτικά σε επόμενο μάθημα.
