有源滤波是一种利用有源(即带增益的电子元器件,如晶体管和运放)的电路来实现的滤波技术。相比于无源滤波器(只包含被动元器件,如电容和电感)来说,有源滤波器具有更高的滤波效率和精度。
有源滤波器利用有源元器件的放大作用来增加输出信号的幅度并减小输出阻抗,以达到滤波的目的。这种滤波器可以分为主动滤波器和运放滤波器两种类型。
主动滤波器是一种将有源元器件(如晶体管、二极管和FET管)直接引入滤波器电路中,从而实现放大信号及滤波的技术。主动滤波器的优点在于,它可以消除被动滤波器中的负阻值补偿电路,从而提高电路的稳定性和可靠性。
主动滤波器的工作原理是,先将输入信号放大,再经过被动滤波器进行滤波,最后通过输出级的放大和调节来获得需要的输出信号。主动滤波器具有低阻抗输出、高精度、低失真、宽通带和陡峭的滤波特性等优点。
运放滤波器是利用集成电路中的运放进一步发展的一种有源滤波技术。运放滤波器一般由被动元器件和一个或多个运放组成。运放作为一个高增益、低失真、低输出阻抗的电压比较器,可直接用于滤波器中,从而使得电路设计更简单、高效、易于组装及性能更为稳定。
运放滤波器的特点在于它能够以极高的增益放大输入信号,同时又能够控制输出信号的幅度和相位。此外,运放滤波器具有低输入偏置电流和振荡及噪声抵消的能力,使其在许多高性能的应用中都被广泛采用。
有源滤波器广泛应用于音频滤波、视频滤波、通信电路、自动控制电路、计算机及各种电子测试仪器等领域。在音频领域,有源滤波器可以用于音响、调音台、演奏等方面;在通信领域,它可以用于无线电收发机、电视机、电话机等通讯设备。
除此之外,有源滤波器还广泛运用于医疗设备、仪器检测与测试、环境监控等领域。在医疗设备中,有源滤波器可以用于电生理检测,如心电图(EEG)、心肺功能测试等方面。