Mạch lọc tích cực: (Active filter) 

Có 4 loại mạch chính:  - Mạch lọc thông thấp. - Mạch lọc thông cao. - Mạch lọc thông dải. - Mạch lọc cắt dải.

1. Mạch lọc thông thấp (Low pass Filter-LPF) 

- Mạch lọc thông thấp căn bản: 

Dạng mạch

Nếu ta chọn R2=R1 thì |Av0|=1 

Ðáp tuyến tần số độ dốc -20dB/dec vì khi tần số tăng lên 10 lần thì hệ số khuếch đại giảm đi 10 lần tức -20dB. Người ta hay dùng mạch voltage follower để làm mạch lọc như hình 1. Ðây là mạch khuếch đại không đảo, nhưng do không có điện trở nối mass ở ngõ vào (-) nên độ lợi bằng +1.

Người ta thường chọn Rf=R để giảm dòng offset.

- Mạch lọc thông thấp -40dB/dec: 

Trong nhiều ứng dụng, ta cần phải giảm nhanh độ lợi của mạch khi tần số vượt quá tần số cắt, có nghĩa là độ dốc của băng tần phải lớn hơn nữa. Ðó là mục đích của các mạch lọc bậc cao. 

Dạng mạch

Nếu chọn C2=2C1, ta có:

Ở mạch này độ khuếch đại sẽ giảm đi 40dB khi tần số tăng lên 10 lần (độ lợi giảm đi 100 lần khi tần số tăng lên 10 lần).

- Mạch lọc thông thấp -60dB/dec: 

Ðể đạt được độ dốc hơn nữa-gần với lý tưởng-người ta dùng mạch lọc -20dB/dec mắc nối tiếp với mạch lọc -40dB/dec để được độ dốc -60dB/dec (độ lợi giảm đi 60dB khi tần số tăng lên 10 lần-góc pha tại tần số cắt là -1350). 

Dạng mạch căn bản như hình sau

http://diavatly.com/media/kunena/attachments/66/7_2012-01-15.JPG

2. Mạch lọc thông cao (High-Pass Filter HPF) 

Ðây là một mạch mà độ lợi của mạch rất nhỏ ở tần số thấp hơn tần số cắt nhưng ở tần số cao hơn thì tín hiệu qua hết. Như vậy tác dụng của mạch lọc thông cao ngược với mạch lọc thông thấp. 

- Mạch lọc thông cao 20dB/dec: 

Dạng mạch như hình dưới đây là mạch voltage follower nên AV=1. Do điện thế ngõ ra v0 bằng với điện thế 2 đầu điện trở R nên:

Khi tần số cao, tổng trở của tụ điện không đáng kể nên AV0=v0/vi=1. Khi tần số giảm dần, đến lúc nào đó độ lợi bắt đầu giảm. Tần số mà tại đó độ lợi giảm còn 0.707 AV0 gọi là tần số cắt. Lúc đó ta có:

Ta cũng có thể dùng mạch như hình 2

- Mạch lọc thông cao 40dB/dec: 

Dạng mạch

Do là mạch voltage follower nên điện thế 2 đầu R1 chính là v0. Ta có:

- Mạch lọc thông cao 60dB/dec:

Người ta dùng 2 mạch 40dB/dec và 20dB/dec nối tiếp nhau để đạt được độ dốc 60dB/dec.

Chọn C1=C2=C3=C;

Mạch lọc thông dải: (band pass filter) 

Ðây là một mạch mà ở ngõ ra chỉ có một dải tần giới hạn nào đó trong toàn bộ dải tần của tín hiệu đưa vào ngõ vào.

Với mạch này điện thế ngõ ra v0max đạt đến trị số tối đa ở một tần số nào đó gọi là tần số cộng hưởng ωr. Khi tần số khác với tần số cộng hưởng, độ khuếch đại giảm dần. Tần số thấp hơn ωr làm độ lợi giảm đi còn 0.707v0max gọi là tần số ngắt thấp ωL và tần số cao hơn ωr làm độ lợi giảm còn 0.707v0max gọi là tần số ngắt cao ωh. Băng thông được định nghĩa: B=ωH - ωL Khi B<0.1ωr mạch được gọi là lọc dải thông băng tần hẹp hay mạch lọc cộng hưởng. Khi B>0.1ωr được gọi là mạch lọc dải thông băng tần rộng. 

Attachment h2.JPG not found

Mạch lọc dải thông băng tần hẹp Dạng mạch

Tại tần số cộng hưởng ωr:

Từ phương trình (1) ta tìm được:

http://diavatly.com/media/kunena/attachments/66/h5.JPG

Mạch lọc dải thông băng tần rộng 

Thông thường để được một mạch dải thông băng tần rộng, người ta dùng hai mạch lọc hạ thông và thượng thông mắc nối tiếp nhau nhưng phải thỏa mãn điều kiện tần số cắt ω2 của mạch lọc hạ thông phải lớn hơn tần số cắt ω1 của mạch lọc thượng thông.

Phải chọn R1, R2, C1, C2 sao cho ω1 < ω2. 

Mạch lọc loại trừ: (dải triệt-Notch Filter) 

Ðây là mạch dùng để lọc bỏ một dải tần số nào đó trong toàn bộ dải tần. Mạch thường được dùng để lọc bỏ các nhiễu do một bộ phận nào đó trong mạch tạo ra thí dụ như tần số 50Hz, 60Hz hay 400Hz của môtơ. Có rất nhiều dạng mạch lọc dải triệt, thông dụng nhất là mắc 2 mạch hạ thông và thượng thông song song với nhau hoặc có thể dùng mạch như hình sau

http://diavatly.com/media/kunena/attachments/66/h8.JPG