Фильтр электрический — это электрическое устройство, которое выделяет определенные составляющие, другие же составляющие не пропускает на вход. Электрические колебания подаются на вход фильтра, который из всего спектра колебаний выделяет и пропускает только те составляющие, которые располагаются в заданной области частот.
Электрические фильтры применяются в радиоустройствах, радиоизмери-тельной технике, автоматических устройствах, телемеханике, системах многоканальной связи и т. д. Ареалом деятельности фильтра являются приборы и устройства, в которых электрические сигналы передаются наряду с мешающими сигналами и шумами, отличными по частоте. Кроме этого, фильтры используются при сглаживании импульсов выпрямленного тока в выпрямителях тока. В электрическом фильтре присутствуют полоса пропускания и полоса задерживания. Полоса пропускания представляет собой частотную область с составляющими, которые пропускаются фильтром. Полоса задерживания, наоборот, является областью частот, где составляющие задерживаются.
Электрический фильтр вносит затухания в составляющие электрических колебаний. Его фильтрующие свойства определяются именно относительной величиной подобного затухания. Фильтрующие свойства выражены сильнее тогда, когда различий в полосах затухания и пропускания становится больше. Электрические фильтры зависят от кривой затухания частоты, делятся на фильтры нижних частот, верхних частот, полосовые, режекторные и фазовые фильтры. Фильтры нижних частот пропускают низкие колебания и задерживают колебания высоких частот.
У фильтров верхних частот другой принцип действия — они являются пропускающими колебания выше определенной границы и задерживающими колебания ниже данной границы.
Полосовые фильтры, или полосно-пропускающие, выделяют колебания в определенном интервале частот.
Режекторные фильтры, или полосно-задерживающие, по своим характеристикам частоты являются обратными полосовым фильтрам.
Фазовый фильтр пропускает все частоты сигнала с одинаковым усилением, а затем меняет фазу сигнала при изменении задержки частотного пропускания.
Конструкцию и механизм работы электрических фильтров определяет рабочий диапазон частот, а также вид характеристики частоты.
LC-фильтры чаще всего используются в частотном диапазоне от единиц кГц до десятков МГц. Подобные фильтры включают в себя электрические конденсаторы и катушки индуктивности, т. е. дискретные элементы.
RC-фильтры получили распространение в диапазоне от единиц Гц до десятков и даже сотен кГц. Активные и пассивные RC-фильтры состоят из конденсаторов и резисторов. Активные электрические фильтры используют усилитель электрических колебаний.
И LC-фильтры, и RC-фильтры основываются на применении зависимости индуктивного и емкостного сопротивления от частоты переменного тока.
Электротепловые фильтры фильтруют сигнал с частотой несколько долей Гц. По своей конструкции электротепловые фильтры имеют вид стержня с источником тепла и термоэлектрическим преобразователем. В основу электромеханических фильтров входят цилиндрические, камертонные, пластинчатые, дисковые и гантельные резонаторы. Электромеханические фильтры используются в диапазоне от единиц кГц до 100 Мгц.
Пьезокварцевые фильтры работают на конденсаторах и катушках индуктивности в сочетании с кварцевыми резонаторами. В монолитных много-резонаторных пьезокварцевых фильтрах резонаторы связываются между собой акустическими волнами. В фильтрах частотного диапазона от нескольких единиц МГц до десятков МГц используются объемные акустические волны. В фильтрах диапазоном от нескольких МГц до единиц ГГц применяются поверхностные акустические волны.
Цифровые фильтры изготавливаются, как правило, на основе интегральных схем. В СВЧ-технике электрические фильтры реализуются из отрезков полосковых линий, металлических радиоволноводов, коаксиальных кабелей и других линий передач.
Электрические фильтры из полосковых резонаторов, такие как шпилечные, ступенчатые, встречно-стержневые и гребенчатые фильтры, работают в диапазоне от 100 МГц до 10 ГГц. Гребенчатый или шпилечный фильтры состоят из корпуса, штепсельного разъема, подстроечных конденсаторов и резонаторов.
Волноводные электрические фильтры имеют вид волноводной секции с повышенной критической частотой или с резонансными диафрагмами. Волноводные фильтры распространены в диапазоне от нескольких единиц ГГц до нескольких десятков ГГц.