filtre

m
Electrònica i informàtica

filtre elèctric. Esquemes i corbes de variació de l’atenuació (α’) en funció de la freqüència (ω) d’un filtre passa-baix (1), d’un filtre passa-alt (2) i d’un filtre passa-banda (3)

Dispositiu o circuit quadripolar emprat per a seleccionar senyals de freqüències diferents consistent en una línia artificial capaç de transmetre sense dificultat els senyals d’una banda de freqüències i d’atenuar els d’altres freqències.

La freqüència de tall marca el límit entre aquestes dues condicions. Un filtre passa-baix transmet les freqüències inferiors a la de tall i bloca les superiors. Un filtre passa-alt actua inversament a l’anterior. Un filtre passa-banda transmet les freqüències compreses entre dos valors determinats i atura les inferiors i les superiors, a l’inrevés d’un filtre para-banda. Un filtre allisador redueix les fluctuacions d’un corrent continu rebut d’un generador o d’un rectificador i proporciona una tensió constant de sortida per a l’alimentació d’un circuit o un aparell. Hom pot agrupar diversos filtres en cadena i formar una xarxa. Un filtre antiparàsit és un filtre passa-baix que bloca les oscil·lacions corresponents a les freqüències que produeixen pertorbacions, i és emprat especialment en la recepció de programes de ràdio i de televisió. Els filtres ideals són els que transmeten sense distorsió senyals situats dins una banda de freqüència ( banda passant ) i anul·len totalment els altres. Són físicament irrealitzables i en el procés de síntesis i disseny de filtres cal recórrer a aproximacions, que són formulacions matemàtiques i característiques freqüencials realitzables i semblants a les dels filtres ideals. Entre elles, cal esmentar la de Butterworth que consisteix a fer que la corba d’amplificació sigui a la banda passant; la de Čebyšev que distribueix l’error respecte al filtre ideal dins la banda passant; i l' el·líptica o de Cauer , que inclou zeros en l’eix imaginari a freqüències superiors a les de tall, tot generant un arrissament fora de la banda passant. La realització pot ésser feta amb filtres passius (R,L,C, i M) i actius RC (R, C i dispositius actius, molt sovint amplificadors operacionals) que tot i que poden presentar problemes d’inestabilitat i desviacions importants en el funcionament a altes freqüències, tenen avantatges com és la seva gran capacitat d’integració. El disseny de filtres actius pot ésser fet a partir del diagrama de flux del senyal substituint els operadors elementals (sumadors, amplificadors i integradors) que hi apareixen per blocs funcionals. Aquests són els filtres analògics (senyals analògics relacionats per equacions diferencials), però hi ha a més els filtres digitals (senyals discrets en el temps relacionats per equacions en diferències), els elements dels quals són operadors: retardadors, sumadors i amplificadors, que poden ésser realitzats amb blocs funcionals o programats per ordinador. El cas general és el del filtre digital recursiu de resposta a la seqüència impuls de durada infinita. Com a cas particular hi ha el filtre digital no recursiu, de resposta impulsional de durada infinita. Com a novetat important cal esmentar els filtres SC ( switched-capacitor ), constituïts per commutadors, que utilitzen tecnologia MOS, la qual permet un grau molt alt d’integració. Presenten una baixa sensibilitat ja que el seu comportament no depèn del valor dels paràmetres (capacitats), sinó de la relació entre ells.