Op-Amp Uygulamaları Amplifikatör Aktif Filtreler

Hazırlayan: Gülhan Şahin – Amplifikatör devrelerinde kullanılan aktif filtre devreleri hakkında bilgiler ve uygulama meği geçen Kişilere Teşekkürler

Bir amplifikatör etrafında oluşturulan filtreler, aktif filtre olarak adlandırılır.Bir aktif filtre genellikle,bir frekans seçici geri besleme devresiyle birlikte sadece bir op-amptan oluşur. Devredeki frekans seçici geribesleme kısmı,op-ampın frekans cevap eğrisini şekillendirir.

Aktif filtrelerin pasif filtrelere göre avantajları

1. Hertürlü hoparlörü, filtre çıkışı ile oynayarak, kuvvetlendirici öncesinde sisteme uydurulabilir. Pasif filtrelerde direnç ilaveleri yapılır, ve bu da başka şeyleri etkilemeye başlar.

2. Daha düşük maliyettedir.Aktif filtreler düşük frekanslı pasif filtreler için gerekli olan büyük indiktör ve kapasitörlere duyulan ihtiyacı ortadan kaldırır.

3. Akort işlemi daha kolaydır.

4. Op-ampın yüksek giriş empedansı,sinyal kaynağı ve yük arasında yüksek derecede bir izolasyon sağlar.

Şekil 1 : Yüksek geçiren filtre

Şekil 2 : Alçak geçiren filtre

Aktif filtrelerin pasif filtrelere nazaran bazı avantaj ve dezavantajları vardır.
Bunlar aşağıda sıralanmıştır.

• Aktif filtre tasarımında bobin (self) elemanı kullanılmaz. Bu nedenle tasarımı kolay ve ucuzdur.

• Aktif filtre devrelerinin çıkış empedansı çok düşük, giriş empedansı ise oldukça yüksektir. Bu nedenle, aktif filtrelerin girişlerine veya çıkışlarına bağlanacak devre veya devre elemanlarının etkilenmesi söz konusu değildir.

• Aktif filtrelerde, filtrenin geçirgen olduğu frekanslarda herhangi bir zayıflatma olmaz. Çünkü aktif filtre tasarımında kullanılan opamp, filtre edilen işaretleri yükselterek çıkışına aktarabilir.

• Pasif filtreler herhangi bir besleme gerilimine gereksinim duymazlar. Fakat aktif filtrelerin her zaman besleme gerilimine gereksinimleri vardır.

• Aktif filtre tasarımında kullanılan opampların band genişlikleri sınırlı olduğundan her frekansta aktif filtre tasarlamak oldukça zordur.

• Aktif filtre devrelerinde tümdevre üretim teknolojisinden kaynaklanan sınırlamalar nedeniyle self (bobin) elemanı kullanılamaz. Bu eleman yerine negatif empedans dönüştürücülerden yararlanılarak kondansatörden self elde edilebilir.

1 Filtre Karakteristikleri : Alçak Geçiren Filtre Karakteristikleri: Alçak geçiren filtre yapısında 0 Hz ile kesim frekansı (fH) arasında sabit bir kazanç vardır (genellikle birim kazanç). Kesim frekansında, alçak frekans kazancı 3dB azalır. 0 Hz ile kesim frekansı (fH) arasındaki frekanslar band geçirme frekansı, fH’dan büyük frekanslar ise band söndürme frekansıdır. Band söndürme frekansında kazanç oldukça azalır.

Şekil 3 Alçak Geçiren Filtre Karakteristikleri a) ideal filtre b) pratik filtre

2 Yüksek Geçiren Filtre Karakteristikleri: Yüksek geçiren filtre yapısında kesim frekansından (fL) daha büyük frekanslarda sabit bir kazanç vardır (genellikle birim kazanç). Kesim frekansında, yüksek frekans kazancı 3dB azalır. 0 Hz ile kesim frekansı (fL) arasındaki frekanslar band söndürme frekansı, fL’den büyük frekanslar ise band geçirme frekansıdır. Band söndürme frekansında kazanç oldukça azalır.

Şekil 4 Yüksek Geçiren Filtre Karakteristikleri a) ideal filtre b) pratik filtre

SİMÜLASYON

Şekil 1 – Alçak Geçiren Filtre

Şekil 2 deki Alçak Geçiren Filtre similasyonu

Şekil 3 – Yüksek Geçiren Filtre

Şekil 3 – Yüksek Geçiren Filtre similasyonu