thumb|200px|FILTAR KF-GSMModel KF-GSM za upravljanje GSM predajnika Elektronski filtеr je električno kolo čija je funkcija da na određeni način promijeni karakteristiku frekvencijskog spektra ulaznog signala. Filter je naprava ili sistem koji na određeni unaprijed propisani način vrši konverziju veličina na svojim ulazima u veličine na svojim izlazima.
Cilj filtra: umanjiti neželjena svojstva ulaznih veličina, zadržati ili istaknuti željena svojstva.
Elektronski filter je sistem čije su ulazne i izlazne veličine električni signali. Njegova funkcija je da na propisani način promjeni karakteristike spektra ulaznog signala. Postoje pasivni filtri koji su sastavljeni samo od pasivnih električnih komponenti (kalemi, kondenzatori, otpornici) i aktivni filtri koji pored pasivnih sadrže i jednu ili više aktivnih komponenti sa svojstvom pojačanja signala (tranzistori, operacijska i druga pojačala).
Aktivni filtri mogu biti analogni ili digitalni. Analogni filter obrađuje analogni signal i može se predstaviti linearnim četveropolom. Digitalni filter obrađuje digitalni signal i realizuje se pomoću posebnih integriranih krugova ili kao algoritam kojeg izvodi procesor digitalnog signala (DSP - ).
Istorijat Najstarija forma elektronskih filtera su linearni pasivni analogni filtri, sastavljeni isključivo od otpornika i kondenzatora ili otpornika i kalema. Poznati su kao -{RC}- i -{RL}- jednopolni filtri, respektivno. Složeniji višepolni -{LC}- filtri postoje već puno godina i njihova svojstva su dobro poznata.
Takođe postoje i hibridni filtri koji uključuju kombinovanje analognog pojačivača sa mehaničkim rezonatorom ili linijom kašnjenja. Drugi uređaji poput CCD linija kašnjenja takođe su korišteni kao filtri. Sa omogućavanjem obrade digitalnog signala i aktivni filtri su postali česta pojava.
Prenosna funkcija filtra thumb|200px|Sistem sa jednim ulazom -{x(t)}- i jednim izlazom -{y(t)}- Elektronski filter je sistem, pa ga je u tom smislu moguće definisati kao skup specifikacija kojima su određeni odnosi između njegovih ulaza i izlaza.
Prijenosna funkcija filtra -{H(s)}- se definiše kao odnos izlaznog signala -{Y(s)}- i ulaznog signala -{X(s)}- u domeni kompleksne frekvencije -{s}-:
Ako se filter promatra u stacionarnom stanju, moguće je kompleksnu frekvenciju -{s}- zamijeniti s njenim imaginarnim dijelom -{jω}-, te se tada dobije prijenosna funkcija u obliku:
Za linearni i vremenski nepromjenjiv sistem odnos između ulaza i izlaza sistema definiran je konvolucijskim integralom:gdje su : -{h(t)}- impulsni odziv sistema, -{x(t)}- ulaz, poticaj ili pobuda, -{y(t)}- izlaz ili odziv sistema.
Amplitudsko-frekvencijska karakteristika Amplitudno-frekvencijska karakteristika pokazuje koliko filter pojačava (ili guši) signal na određenoj frekvenciji. Definisana je kao logaritam apsolutne vrijednosti prijenosne funkcije kada se s zamijeni sa jω:
Logaritmiranjem s prirodnim logaritmom amplitudna se karakteristika dobije izražena u neperima (-{N}-), a logaritmiranjem dekadskim logaritmom rezultat treba pomnožiti s 20 kako bi amplitudna karakteristika bila izražena u decibelima (-{dB}-). Između decibela i nepera vrijedi relacija: 1 -{dB}- = 8,686 -{N}-
Fazno-frekvencijska karakteristika Fazno-frekvencijska karakteristika pokazuje kako izlazni signal filtra prethodi ili zaostaje u fazi za ulaznim na određenoj frekvenciji.
Tipovi filtera Selektivni filtri Kod selektivnih filtera oblik |-{H(jW)}-| je takav da je moguće jasno razlikovati frekvencijska područja u kojima je ulazni signal prigušen od onih u kojima je on propušten. Područje propuštanja filtra je pojas frekvencija u kojem amplitudno frekvencijska karakteristika ima vrijednost približno jednaku 1. Komponente pobudnog signala čije su frekvencije unutar tog pojasa pojavljuju na izlazu filtra sa približno istom amplitudom kao i na ulazu.
Područje gušenja filtra je: pojas frekvencija u kojem je amplitudno frekvencijska karakteristika približno jednaka nuli, frekvencijske komponente ulaznog signala koje se nalaze unutar tog pojasa nisu propuštene na izlaz.
Amplitudno frekvencijska karakteristika |-{H(jW)}-| je funkcija bez diskontinuiteta, pa je prijelaz između područja propuštanja i područja gušenja kontinuiran.
Prijelazno područje filtra je područje frekvencija na prijelazu između područja propuštanja i područja gušenja. Obzirom na položaj svakog od spomenutih područja na frekvencijskoj osi, moguće je razlikovati 4 osnovna tipa selektivnih filtera.
Niskopropusni / Niskofrekvencijski (NP / NF) filter thumb|200px|Nisko propusni filter Niskopropusni filter propušta sve frekvencije niže od granične frekvencije sa manjim slabljenjem, a frekvencije koje su veće od granične sa većim slabljenjem. područje propuštanja za 0 < Ω < Ω1 , područje gušenja za Ω2 < Ω < ∞ , važi: Ω1 < Ω2 .
Visokopropusni / Visokofrekvencijski (VP / VF) filter thumb|200px|Visoko propusni filter Visokopropusni filter propušta sve frekvencije više od granične frekvencije, a guši niže. područje propuštanja za Ω2 < Ω < ∞ , područje gušenja za 0 < Ω < Ω1 , važi : Ω1 < Ω2 .
Pojasno propusni (PF) filter thumb|200px|Pojasno propusni filter Pojasnopropusni filter propušta sve frekvencije između dviju graničnih frekvencija, a guši ostale. područje propuštanja za Ω2 < Ω < Ω3 , područja gušenja za 0 < Ω < Ω1 i Ω4 < Ω < ∞ , važi : Ω1 < Ω2 < Ω3 < Ω4 .
Pojasna brana thumb|200px|Pojasna brana Pojasna brana guši sve frekvencije između dviju graničnih frekvencija, a propušta ostale. područje propuštanja za 0 < Ω < Ω1 i Ω4 < Ω < ∞ , područja gušenja za Ω2 < Ω < Ω3 , vrijedi : Ω1 < Ω2 < Ω3 < Ω4 .
Filterski korektori Za razliku od selektivnih filtera, nemaju jasno definirana područja propuštanja odnosno područja gušenja. Služe za korekciju frekvencijske karakteristike nekog drugog sistema. Obzirom na činjenicu dali korigiraju amplitudno/frek. ili fazno/frek. karakteristiku sistema dijele se na: amplitudne korektore i fazne korektore.
Fazni korektori thumb|200px|Fazni korektor Najčešće se koriste svepropusni filtri, amplitudno/frek. karakteristika im je ravna u cijelom frekvencijskom području, sve su frekvencijske komponente signala prenesene bez prigušenja, ali su fazno pomaknute prema definiranim filterskim specifikacijama.
Podjela po tehnologiji Pasivni filtri Pasivna primjena linearnih filtera se zasniva na kombinovanju otpornik (-{R}-), kalema (-{L}-) i kondenzator (-{C}-). Ovi tipovi filtera su poznati kao pasivni zato što ne zavise od izvora napajanja i ne sadrže aktivne komponente kao što su tranzistori.
Kalemi blokiraju signale visokih a provode signale niskih frekvencija dok kondenzatori rade obratno. Filter kod kojeg signal prolazi kroz kalem ili kod kojeg je kondenzator vezan na masu, manje slabi nisko frekventne signale a više slabi visoko frekventne, tako da je to filter propusnik niskih učestanosti. Ako signal prolazi kroz kondenzator ili je vezan za masu preko kalema, tada on manje slabi visokofrekventne signale a više niskofrekventne i to je filter propusnik visokih učestanosti. Otpornici nemaju frekvencijsku zavisnost ali se dodaju kalemima i kondenzatorima da bi odredili vremenske konstante kola a samim tim i učestanosti na koje se vrši odziv kola.
Kalemi i kondenzatori su reaktivni elementi filtra. Broj ovih elemenata određuje kojeg je reda filter. To znači da se -{LC}- kolo, korišteno kao propusnik ili nepropusnik opsega učestanosti, smatra jednim elementom bez obzira što je sastavljeno od dvije komponente.
Na visokim učestanostima (iznad 100 -{MHz}-), nekad se kalemi sastoje od samo jednog navojka ili limene trake, a kondenzatori od blisko postavljenih limenih traka.
Jednoelementni tip thumb|200px|Filter propusnik niskih učestanosti realizovan pomoću -{RC}- kola Najjednostavniji pasivni filtri sadrže jedan reaktivni element. Izrađuju se od -{RC, RL, LC}- ili -{RLC}- elemenata.
Q faktor ili faktor dobrote je mjera kojom se opisuju jednostavni propusnici ili nepropusnici opsega učestanosti. Za filter se kaze da ima veliki Q faktor ukoliko ima propusni opseg koji je uzak u odnosu na centralnu učestanost. Na taj način se faktor dobrote,za propusnike i nepropusnike učestanosti, može definisati kao vrijednost centralne učestanosti podijeljene sa širinom opsega od 3-{dB}-. Rijetko se koristi kod filter većeg reda gdje su drugi parametri od znatno veće važnosti, kao i kod filter propusnika visokih i niskih učestanosti gdje se Q ne odnosi na širinu opsega
-{L}- filter -{L}- filter se sastoji od dva reaktivna elementa, jednog serijski a drugog paralelno vezanog
T i π filtri thumb|200px|right|Nisko propusni π filter thumb|200px|right|Visoko propusni T filter
Troelementni filtri mogu imati T ili π topologiju u bilo kojem obliku, niskopropusnom, visokopropusnom, propusniku ili nepropusniku učestanosti. Komponente mogu biti simetrično odabrane ili ne, u zavisnosti od potrebnih karakteristika frekvencije. Visoko propusni filter T, na slici, ima veoma malu impedansu na visokim učestanostima a veoma veliku na niskim učestanostima. To znači da se može ubaciti u prenosnu liniju, gdje bi propuštao visoke a blokirao niske frekvencije
Višeelementni tipovi Višeelementni tipovi filter se najčešće izrađuju kao ljestvičasta mreža (eng. ladder network). Mogu biti povezani kao nizovi filtera L, T i π dizajna. Potrebno je više elemenata kad treba da se popravi neki parametar filtra kao što je otklanjanje nepropusnog opsega ili nagib prelaska sa visokog na nisko propusni filter. thumb|center|800px|Tip filtra sa više elemenata, na slici je ljestvičasta mreža
Aktivni filtri Aktivni filtri su sastavljeni kombinovanjem pasivnih i aktivnih (pojačavačkih) komponenti, i potrebnog izvora napajanja. Operacioni pojačivači se često koriste kod aktivnih filtera. Oni mogu imati veliki faktor dobrote i mogu dostići rezonancu bez korišćenja kalema. Bilo kako bilo gornju graničnu vrijednost frekvencije određuje širina propusnog opsega samog pojačivača. thumb|center|300px|Primjer aktivnog filtra propusnika niskih učestanosti (koristi operacioni pojačavač)
Digitalni filtri thumb|250px|Zajednički filter impulsnog odziva za n sekcija, gdje svaka ima zasebno kašnjenje, -{di}- i vrijednost pojačanja, -{ai}- Obrada digitalnog signala omogućava jeftiniju izradu različitih filtera. Signal se odabere i analogno-digitalni pretvarač signal pretvara u niz brojeva. Računarskim programom pokrenutim na CPU ili specijalizovanom DSP (ili rijeđe na hardverskoj primjeni algoritma) se računa izlazni niz brojeva. Ovakav odziv se može pretvoriti u signal (električni) prolazeći kroz digitalno-analogni pretvarač. Prilikom pretvaranja dolazi do pojave šuma, ali se on može ograničiti i kontrolisati preko velikog broja korisnih filtera. Zbog nuspojava, izlazni signal mora biti ograničene frekvencije ili će se pojaviti stepenasti (aliasing) efekat.
Ostale tehnologije Kvarcni filtri i piezoelektrici