0. - INTRODUZIONE

Un quadripolo che, nella trasmissione dei segnali dai suoi terminali di ingresso a quelli di uscita, presenti caratteristiche selettive, ovvero discriminatorie relativamente alla frequenza, viene detto filtro.

Numerose sono le applicazioni dei filtri nei vari settori dell'elettronica: attenuazione dei disturbi, del rumore e delle distorsioni, sovrapposti al segnale utile e generati dalle imperfezioni dei canali e delle tecniche di trasmissione utilizzati nelle telecomunicazioni; separazione di due o più segnali trasmessi sullo stesso canale; elaborazione dei segnali nel campo della riproduzione audio HI-FI; ricostruzione dei segnali ottenuti con le tecniche digitali; ecc..

Reti passive (RLC e specialmente LC, comprendenti eventualmente anche quarzi) con opportuna struttura circuitale ed elevato numero di componenti evidenziano una selettività e quindi un'azione filtrante abbastanza accentuata. La loro progettazione secondo la teoria classica, per alcuni versi un po’ empirica ed approssimativa, si basa sull'impiego di un certo numero di celle filtranti elementari (con struttura per lo più a T, a p o a L) disposte in cascata, in condizione di adattamento energetico l'una con l'altra nella gamma delle frequenze privilegiate (banda passante del filtro). Il numero e il tipo di celle da utilizzare è legato alle specifiche di selettività richieste.

Un metodo di progettazione alternativo dei filtri passivi, più accurato ma anche più complesso, è quello per sintesi, che, partendo dalla curva di risposta in frequenza desiderata (modulo ed eventualmente fase), stabilisce la posizione di poli e zeri di una f.d.t. corrispondente, circuitalmente implementabile. L'attuale diffusione degli elaboratori ha consentito il pieno sviluppo di questa tecnica che richiede calcoli non semplici.

Se l'impiego dei filtri passivi LC rimane tuttora largamente diffuso nel campo delle radiofrequenze, in quello delle basse frequenze, e in particolare modo nel settore audio, a causa dei notevoli inconvenienti (elevate perdite, ingombro, costo) derivanti dall'utilizzazione delle bobine, prevale ormai da alcuni anni l'uso dei filtri attivi, realizzati con amplificatori operazionali e reti di reazione RC. La tecnica di progettazione di questi circuiti si rifà sostanzialmente a quella di sintesi, ma risulta notevolmente snellita e agevolata dalle ben note caratteristiche degli operazionali, che rendono non interagenti tra di loro eventuali celle filtranti in cascata. I limiti maggiori di utilizzazione di questi filtri derivano dalla necessità di disporre di un'alimentazione e dalla larghezza di banda relativamente poco estesa degli operazionali che di norma non consente frequenze di lavoro superiori ad alcuni MHz.

Sono anche disponibili in commercio integrati specifici per la realizzazione di filtri di vario tipo che richiedono solo l'aggiunta di pochi componenti esterni, secondo modalità prescritte dai fogli tecnici illustrativi. Essi presentano notevole versatilità d'impiego ma il loro costo risulta spesso elevato.