滤波器是允许某些频率分量和/或抑制某些其他频率分量的电子电路。您可能在网络理论教程中遇到过过滤器。它们是无源的，是由无源元件(例如电阻器，电容器和(或)电感器)组成的电路或网络。

本章详细讨论有源滤波器。

有源滤波器的类型

有源滤波器是电子电路，由有源元件(如运算放大器)以及无源元件(如电阻器和电容器)组成。

根据有源滤波器允许和/或拒绝的频段，有源滤波器主要分为以下四种类型：

• 有源低通滤波器
• 有源高通滤波器
• 有源带通滤波器
• 有源带阻滤波器

有源低通滤波器

如果有源滤波器仅允许(通过)低频分量，而拒绝(阻止)所有其他高频分量，则称为有源低通滤波器。

有源低通滤波器的电路图如下图所示-

我们知道，连接到运算放大器同相端子的电网是无源低通滤波器。因此，运算放大器同相端子的输入是无源低通滤波器的输出。

观察到以上电路类似于同相放大器。它具有一个无源低通滤波器的输出作为运算放大器同相端子的输入。因此，它产生一个输出，该输出是同相端子上存在的输入的$ \ left(1+ \ frac {R_f} {R_1} \ right)$倍。

我们可以适当选择$ R_ {f} $和$ R_ {1} $的值，以便在输出中获得所需的增益。假设，如果我们将$ R_ {f} $和$ R_ {1} $的电阻值视为零欧姆和无穷大欧姆，则上述电路将产生单位增益低通滤波器输出。

有源高通滤波器

如果有源滤波器仅允许(通过)高频分量，而拒绝(阻止)所有其他低频分量，则称为有源高通滤波器。

有源高通滤波器的电路图如下图所示：

我们知道，连接到运算放大器同相端子的电网是无源高通滤波器。因此，运算放大器同相端的输入为无源高通滤波器的输出。

现在，以上电路类似于同相放大器。它具有一个无源高通滤波器的输出作为运算放大器同相端子的输入。因此，它产生的输出为$ \ left(1+ \ frac {R_f} {R_1} \ right)$乘以其同相端子上的输入。

我们可以适当选择$ R_f $和$ R_1 $的值，以便在输出中获得所需的增益。假设，如果我们将$ R_ {f} $和$ R_ {1} $的电阻值视为零欧姆和无穷大欧姆，则上述电路将产生单位增益高通滤波器输出。

有源带通滤波器

如果有源滤波器仅允许(通过)一个频带，则称为有源带通滤波器。通常，该频带位于低频范围和高频范围之间。因此，有源带通滤波器同时抑制(阻止)低频和高频分量。

有源带通滤波器的电路图如下图所示。

观察有源带通滤波器的电路图中有两部分：第一部分是有源高通滤波器，而第二部分是有源低通滤波器。

有源高通滤波器的输出被用作有源低通滤波器的输入，这意味着有源高通滤波器和有源低通滤波器均级联，以便仅包含一个特定的频段。

出现在第一级的有源高通滤波器允许的频率大于有源带通滤波器的下限截止频率。因此，我们必须适当选择$ R_ {B} $和$ C_ {B} $的值，以获得有源带通滤波器所需的较低截止频率。

类似地，存在于第二级的有源低通滤波器允许的频率小于有源带通滤波器的较高截止频率。因此，我们必须适当选择$ R_ {A} $和$ C_ {A} $的值，以便获得有源带通滤波器的所需更高的截止频率。

因此，上面讨论的图中的电路将产生一个有源带通滤波器输出。

有源带阻滤波器

如果有源滤波器拒绝(阻止)特定的频段，则称其为有源带阻滤波器。通常，该频带位于低频范围和高频范围之间。因此，有源带阻滤波器允许(通过)低频和高频分量。

有源带阻滤波器的框图如下图所示-

请注意，有源带阻滤波器的框图在第一阶段包含两个模块：有源低通滤波器和有源高通滤波器。这两个模块的输出作为输入应用于第二阶段中存在的模块。因此，求和放大器产生一个输出，该输出是有源低通滤波器和有源高通滤波器的输出之和的放大版本。

因此，当我们选择低通滤波器的截止频率小于高通滤波器的截止频率时，以上框图的输出将为活动带阻的输出。

有源带阻滤波器的电路图如下图所示-

我们已经看到了有源低通滤波器，有源高通滤波器和求和放大器的电路图。观察到，通过用有源带阻滤波器的框图中的各个电路图替换这些块，我们得到了有源带阻滤波器的上述电路图。