I filtri attivi

Un filtro passa-alto è un circuito che permette il passaggio delle frequenze al di sopra di una certa frequenza di taglio, attenuando invece le frequenze inferiori a questa. Quando si realizza un filtro passa-alto utilizzando un amplificatore operazionale come l’UA741, si possono ottenere diverse configurazioni, ma una delle più comuni è il filtro passa-alto attivo del primo ordine.

Configurazione di base del filtro passa-alto con UA741

Componenti principali:

• Resistenza R1​
• Condensatore C1​
• Amplificatore operazionale UA741

Schema di principio:

1. Ingresso: Il segnale in ingresso Vin​ viene applicato attraverso un condensatore C1​.
2. Nodo tra C1​ e R1​: Dopo il condensatore C1​, troviamo una resistenza R1​ collegata a terra.
3. Ingresso non invertente (+) dell’UA741: Questo nodo è collegato all’ingresso non invertente del UA741.
4. Ingresso invertente (−) dell’UA741: L’ingresso invertente è collegato in retroazione dall’uscita attraverso una resistenzaRf​.

Funzionamento:

• Frequenze alte: Alle alte frequenze, l’impedenza del condensatore C1​ è bassa, e quindi il segnale di ingresso viene amplificato e passato direttamente all’uscita Vout​.
• Frequenze basse: Alle basse frequenze, l’impedenza del condensatore C1​ è elevata, il che riduce il segnale di ingresso che arriva all’amplificatore, attenuando quindi il segnale in uscita.

Vantaggi dell’uso dell’UA741:

L’uso dell’UA741 permette di ottenere un guadagno in uscita (se necessario) e di avere un filtro più preciso rispetto a un semplice filtro passivo (senza amplificatore operazionale).

Considerazioni pratiche:

• Stabilità: L’UA741, essendo un operazionale classico, ha limitazioni in frequenza, quindi il filtro è più efficace per applicazioni con frequenze non troppo elevate.
• Scelta dei componenti: È importante scegliere valori di R1​ e C1​ che impostino la frequenza di taglio desiderata e siano compatibili con le caratteristiche del segnale da filtrare.

In sintesi, un filtro passa-alto con un UA741 sfrutta la reattanza del condensatore per attenuare le basse frequenze e utilizza l’amplificatore operazionale per amplificare il segnale filtrato. La frequenza di taglio del filtro è determinata dai valori della resistenza e del condensatore scelti.

Risposta in frequenza di un filtro passa alto del primo ordine