Stabilność
Obiekt 1-go rzędu, zarówno FDP (filtr dolno-przepustowy) jak i FGP (górnoprzepustowy) wyróżnia się szczególnie od pozostałych filtrów – nie posiada drgań własnych. Ponadto charakteryzuje się tylko jednym parametrem – częstotliwością graniczną. W związku z tym USZ może tylko tę wartość naruszyć. Przykładowo FDP 1-go rzędu ma transmitancję
(1)
gdzie s = jω jest zmienną zespoloną poruszającą się tylko po osi urojonej płaszczyzny zespolonej.
Mamy tutaj przemnożenie wzmocnienia k przez czynnik zależny od częstotliwości (pulsacji ω). Po objęciu takiego filtra pętlą USZ otrzymujemy
(2)
czyli również FDP 1-go rzędu, ale o zwiększonej częstotliwości granicznej (pulsacji) w stosunku
(3)
Tyle samo zmniejszyło się też wzmocnienie. Po załączeniu USZ nie zatraciliśmy podstawowej cechy filtra 1-go rzędu – braku drgań własnych, o czym świadczy nienaruszona w stosunku do nie drgającego (1) postać wyrażenia (2).
Weźmy teraz pod uwagę FDP 2-go rzędu, przykładowo bikwadratowy o transmitancji
(4)
Dochodzi tutaj dodatkowy parametr dobroci filtra Q. Trzeba też zaznaczyć, że obiekt ten normalnie posiada drgania własne (gasnące), tym większe im większa wartość Q.
Postępując analogicznie j.w. załączamy USZ, uzyskując transmitancję
(5)
Zauważamy, że:
- wzmocnienie spadło 1 + kβ razy,
- tyle samo razy wzrosła dobroć,
- został naruszony współczynnik przy s2 – to już nie jest ten sam obiekt.
Zatem występuje wpływ USZ na każdy parametr tego filtra (podobnie zresztą jak w 1-go rzędu). W praktyce szczególnie dokuczliwy jest wzrost dobroci, powodujący zwiększanie drgań gasnących, a w skrajnych przypadkach – wzbudzenie układu. Te drgania gasnące objawiają się np. w postaci nieczystych wysokich tonów, a w przypadku FGP przewlekłego basu.
Jednak w praktyce mamy do czynienia z obiektami wyższego rzędu o charakterystyce korzystniejszej do współpracy z USZ, niż filtr bikwadratowy. Można je zamodelować np. dwoma stopniami 1-go rzędu o znacznie rozsuniętych częstotliwościach granicznych (biegunach transmitancji).
Z powyższego wynikają następujące zalety lokalnego USZ, obejmującego swym zasięgiem obiekt jedynie 1-go rzędu:
- stabilność,
- "czystość" dźwięku (brak oscylacji gasnących).
Jednak jak się dalej okaże, USZ globalne też ma swojego "asa" w rękawie.