Madalpääsfilter on lülitus, millel on konstantne väljundpinge nullsagedusest (alalisvool) lõikesageduseni. Kui sagedus tõuseb kõrgemale kui lõikesagedus, nõrgendatakse väljundpinget. Lõikesagedus, mida nimetatakse ka „0.707 nivoo“ sageduseks või 3dB sageduseks, on sagedus, mille juures väljundpinge on vähenenud 0.707 kordseks ehk -3dB võrreldes sagedusriba kesksagedusega. Joonisel 2 on toodud tüüpiline madalpääs-aktiivfilter, mida nimetatakse inverter-integraatoriks või Miller´i integraatoriks. Selle ülekandefunktsioon on:

(1)

kus

Joonis 2. Miller´i integraator

Joonis 3. Teist järku madalpääsfilter

Valemist (1) on näha, et Miller´i integraalskeem on esimest järku madalpääsfilter. Teist järku madalpääsfiltri saab koostada ühendades kaks Milleri integraatorit invertervõimendiga.

Teist järku madalpääsfiltri struktuurskeem (joonis 3) koosneb kahest Miller´i integraatorist, ühikulise võimendusega invertervõimendist ja summaatorist. Selle ülekandefunktsioon on:

(2)

See on üldine teist järku madalpääsfiltri ülekandefunktsiooni kuju. Antud struktuurskeemi järgne teist järku madalpääsfiltri põhimõtteline skeem on toodud joonisel 4. Selles lülituses operatsioonvõimendi U1:A kujutab endast summaatorit ja esimest Miller´i integraatorit, mis on toodud joonisel 3.

Olgu ülekandefunktsioon:

(3)

Võrreldes valemeid (2) ja (3) saab tuletada:

(4)

(5)

(6)

Joonisel 4 komponendid R1, R2, R3, C1 ja operatsioonvõimendi U1:A moodustavad Miller´i integraatori, mis omab kaalutud summaatori ülekandefunktsiooni. Summaatorit kasutatakse, et lisada sisendsignaal U1:C väljundist võetavale tagasiside signaalile. R4, C2 ja U1:B moodustavad teise Miller´i integraatori ja R5, R6 ning U1:C lülitus moodustab ühikulise võimendusega invertervõimendi. Kuna see skeem vastab Butterworth´i kriteeriumile, siis selle sageduskarakteristika on lame ja ei oma väljaviskeid.

Joonis 6. Teist järku kõrgpääsfilter

Võrreldes neid kahte joonist ( 5 ja 6), selgub, et operatsioonvõimendi U1:A täidab esimese summaatori ja Milleri integraatori ülesannet, U1:B on teine summaator ja ühikulise võimendusega invertervõimendi.

Kui

siis ülekandefunktsioon on:

(8)

ja kui

,

siis

(9)

Võrreldes valemeid (2-7) kuni (2-9) saab tuletada:

(10)

(11)

(11)

Joonisel 6 toodud skeemil komponendid R1, R3, R7, C1 ja U1:A moodustavad Milleri integraatori koos kaalutud ülekandega summaatoriga. Summaatorit kasutatakse sisendsignaali liitmiseks U1:C väljundsignaaliga. Teine summaator (R2, R4, R5 ja U1:B) on selleks, et liita sisendsignaal U1:A väljundsignaalile. Skeemielemendid R6, C2 ja U1:C moodustavad teise Miller´i integraatori. Kuna antud lülituse juures on tegemist Butterworth´i filtriga, siis selle sageduskarakteristika on lame ja ei oma lainetust ja väljaviskeid..

Kõik ülalpool käsitletud filtrid on teist järku filtrid. Kui soovitakse kõrgemat järku filtreid, siis ühendatakse need teist järku filtrid jadamisi ning muutes komponentide väärtusi, viiakse lülitus vastavusse Butterworth´i või Tšebõševi kriteeriumitega. Käsitletavas eksperimendis kasutatakse mikroskeemi LM348, mis sisaldab nelja operatsioonvõimendit ja ta omab ühikulist võimendust sagedusribas 1MHz. Et parendada sageduskarakteristikat kõrgete sageduse osas, võib LM348 asemel kasutada operatsioonvõimendiga LM318 kõrgpääsfiltri skeemi, mis omab ühikulist võimendust sagedusribas 15MHz..