Pol (elektronikk)

Sammensatte poler

Flere poler kan settes sammen for å skape en ønsket frekvens- eller faserespons. Selv om muligheten er svært mange er det ikke mulig å skape en hvilken som helst tenkelig respons. Hvor rammene for det mulige settes beskrives av allmenn filterteori.

Båndpass

Settes et LPF etter et HPF eller omvendt, og de har (frekvens-)overlappende passbånd, dannes et båndpassfilter (BPF). Frekvensene i passbåndet passerer filterkombinasjonen, mens både høye og lave frekvenser svekkes. Har filtrene samme polfrekvens blir passbåndet redusert til et maksimumspunkt i frekvensresponsen.

Båndstopp

Et båndstoppfilter demper signalet i et visst frekvensbånd, mens lave og høye frekvenser passerer. Et passivt båndstoppfilter kan ikke realiseres med to etterfølgende enpolte filtre, siden frekvensandelene til det andre filtret allerede er fjernet i det første. De to filtrene må begge få inngangsspenningen og utgangsspenningene må adderes, noe som krever bruk av forsterkerkoplinger.

Flere like poler

N poler av samme type (LPF eller HPF) og med samme polfrekvens koplet etter hverandre danner et filter som får steilere avsvekking i stoppbåndet. Stoppbåndet stiger eller synker med N*6.02 dB per oktav. Ideelt sett (uten gjensidig belastning) er responsen ved polfrekvensen N*(-3.01) dB. For mange filtre kan elektroniske buffere (+1x forsterkere) bli nødvendige mellom noen trinn, eller de koples som Sallen-Key-filtre (neste avsnitt).

Sallen-Key-filter

Når to like poler kobles sammen blir kneet ved polfrekvensen ofte rundere enn ønsket. Et Sallen-Key-filter er et aktivt (forsterkende) topolt filter som kan gjøre knekken skarpere. Dette oppnås ved tilbakekopling fra en +1x forsterker. Koplingen er svært enkel og ble introdusert av R. P. Sallen og E. L. Key ved Massachusetts Institute of Technology-universitetet i USA i 1955. Ved innføring av noe forsterkning kan filtret til og med få en forsterkende topp ved den duale polfrekvensen, kjent som peak eller resonans.
Med 1x forsterkning i operasjonsforsterkeren oppstår den skarpeste knekken, akkurat uten noen topp, når impedansforholdet R1/R2 er , som er ca 0.414. C2/C1 må ha det samme forholdet. Dempingen er da bare 3 dB ved knekkfrekvensen. Når forholdet R1/R2 går mot 0, vil det oppstå en liten topp på noe over 1 dB ved  knekkfrekvens og ved knekkfrekvensen er dempingen 0 dB. En topolet RC eller RL konfigurasjon, der polene ikke belaster hverandre, vil ha 6 dB dempning ved knekkfrekvensen. En passiv LC kombinasjon, dempet med en R =  * X (spolen og kondensatorens X-verdi ved knekkfrekvensen), vil også ha 3 dB dempning ved knekkfrekvensen, frekvensresponsene er identiske. Se figur 8.

Høyere ordens LPF- og HPF-filtre

Det er ofte ønskelig, i enkelte tilfeller nødvendig, å oppnå et LPF eller HPF som har en steil overgang mellom pass- og stoppbånd. Antall poler blir da noenlunde stort og R-L-C-kombinasjoner blir nødvendige. Denne problematikken er en vesentlig del av filterteorien, som er svært matematisk av natur. Opp til en viss grense kan slike filtre skapes uten at nye konsepter innføres. (Gausiske, Bessel- Butterworth filtre). For en enda steilere overgang (i Chebyshev- eller såkalte Elliptiske eller Cauer filtre) må passbåndet gjøres noe ruglete eller bølgete og stoppbåndet vil oppvise en viss signal-gjennomgang.