Filtro passa banda a retroazione multipla

Un saluto a tutti.
Nell’ambito del mio percorso di apprendimento, sto studiando il filtro passa banda a retroazione multipla; qui di seguito, una rappresentazione di tale filtro (filtro di 2° ordine), presa da FilterPro:



Vorrei farvi alcune domande:
1) So che la tollerenza dei componenti passivi (resistori e condensatori) è un elemento da tenere nella dovuta considerazione.
Per i condensatori, la scelta ricadrebbe su quelli con tolleranza dell’ 1%; per i resistori, potrei avvalermi di quelli con tolleranza dello 0,5%, ma non sempre sono facilmente reperibili.
Le prestazioni di tale filtro peggiorerebbero significatimente se usassi, anche per i resistori, quelli con tolleranza all’ 1%, o le prestazioni sarebbero tutto sommato buone?
E’ concettualmente possibile impiegare sia dei resistori con tolleranza dello 0,5% (quelli che riesco a trovare) che dei resistori con tolleranza dell’ 1% nello stesso filtro, in modo da ottenere una prestazione migliore di quella ottenibile impiegando solo resistori con tolleranza dell’ 1%, o sarebbe un errore?
2) Usando FilterPro, ho potuto notare come, nel momento in cui tale filtro supera un valore di “ Q “ superiore a “ 15 “, compare un asterisco a lato del valore di Q (es: “ 16* “). Il significato credo sia che sto “forzando” un po’ troppo, e quindi debbo limitarmi ad un valore di Q inferiore a 15. E’ quindi corretto affermare che posso arrivare fino ad un Q pari a 15 (max.) con questo tipo di filtro?
3) Questo tipo di filtro è particolarmente “oneroso”, in termini di larghezza di banda richiesta all’ Op Amp. So che esistono particolari operazionali (Op Amp decompensati) che hanno la caratteristica di avere una grande larghezza di banda, un’ottimo slew rate, ma che richiedono che il guadagno sia superiore ad un minimo (es. 5 o 10). Soddisfatto quest’ultimo requisito, credevo si trattasse di un ottimo operazionale per questo tipo di filtro; poi ho letto “Op Amp Applications Handbook” (Walt Jung), pag. 69: “unlike their fully compensated op amp relatives, a decompensated op amp can never be used with direct capacitive feedback from output to inverting input.”
Sarebbe questo il caso? Voglio dire: è possibile usare questo tipo di operazionali per questo tipo di filtro, oppure no?
Grazie in anticipo per le risposte,

Marco

Salve! Per quanto riguarda la valutazione dell'incidenza della tolleranza dei componenti passivi sulla curva di risposta, ti consiglio di valutare il funzionamento del circuito con un simulatore tipo Microcap o Multisim.
Dal tuo topic, non si capisce l'applicazione di questo filtro e le frequenze di taglio richieste, ma penso sia nel campo audio! In questo caso darei molta importanza alla figura di rumore dell'operazionale, (scegliendone uno Low-noise) più che all'aspetto della banda passante.
Saluti, Mauro.

Ciao Mauro, grazie per la risposta.
Non conoscevo Microcap e Multisim, farò come dici.
Lo studio che sto facendo sul filtro passa banda a retroazione multipla, per ora, è ancora ad un livello teorico; non c'è alcun dubbio riguardo all'importanza di scegliere un operazionale Low-noise quando si ha a che fare con il filtraggio di un segnale analogico.
Ciò che però mi preme sapere è questo: alcuni operazionali sono disponibili sia in versione "normale" che in versione decompensata; molti di questi appartengono appunto alla categoria degli operazionali Low-noise.
Considerato che un Op Amp decompensato, stabile (ad esempio) a partire da un guadagno di "10", ha una larghezza di banda superiore anche di 5 volte rispetto allo stesso modello "normale", e considerato il fatto che quanto più si vuole che il filtro sia selettivo (quindi, quanto più si vuole che il "Q" sia alto) tanta più larghezza di banda viene richiesta all'Op Amp, sembrerebbe logico ricorrere ad un operazionale decompensato, fermo restando che il guadagno in prossimità della frequenza di risonanza sia tale da soddisfare le richieste dell'Op Amp decompensato.
Del resto, se si realizza un filtro, lo scopo è proprio quello di eliminare il "non voluto", e quanto meglio si riesce in tale operazione, tanto meglio è.
Ma non so se si può usare un Op Amp decompensato per un filtro passa banda a retroazione multipla, per il motivo che ho scritto nel mio precedente intervento; qualcuno può illuminarmi?

Se vuoi iniziare con delle simulazioni, ti consiglio Microcap che puoi scaricare dal sito della Spectrum Software in versione demo (solo limitata come libreria di componenti rispetto alla versione a pagamento).
Io lo uso da molto, mi ci trovo bene e la simulazione si avvicina molto alla realtà!!
Forse il problema principale è che nella versione demo sono disponibili solo alcuni OP.AMP. principalmente per uso generale tipo il 741 ed altri.
Non conosco questo tipo di operazionale (decompensato), comunque ci sono altre configurazioni circuitali che permettono di avere un Q più elevato tipo:
filtro del secondo ordine a reazione positiva (Positive FeedBack) per Q compresi tra 10 e 50
filtro del secondo ordine Biquadratico (Biquad) per valori di Q oltre 50 con ampiezza di banda passante di poche decine di Hz.

Per il momento (intendo: per il mio attuale livello di esperienza) credo che mi limiterò al filtro passa banda a retroazione multipla; per il futuro, grazie a te ora so quali sono le configurazioni che permettono delle prestazioni ben più performanti.
Questo, da un punto di vista circuitale; dal punto di vista componentistico, si può ripetere il discorso: indipendentemente dalla configurazione, il fatto di poter disporre di un operazionale che, a parità delle altre caratteristiche (consumo, rumore, ecc.) dispone di una maggiore velocità di risposta e di una maggiore larghezza di banda (sempre con il limite del rispetto del guadagno minimo), rappresenta sicuramente un grosso vantaggio.
Tutto sta (per quel che mi riguarda) a capire se posso avvelermene.