Filtr aktywny a filtr pasywny
Filtry to klasa obwodów elektronicznych używanych w przetwarzaniu sygnałów, które umożliwiają lub blokują żądany zakres sygnału lub sygnał. Filtry można kategoryzować na wielu poziomach w oparciu o właściwości, takie jak aktywne - pasywne, analogowe - cyfrowe, liniowe - nieliniowe, dyskretne - ciągłe, niezmienne w czasie - zmienne w czasie i nieskończona odpowiedź impulsowa - skończona odpowiedź impulsowa.
Filtry aktywne i pasywne różnią się pasywnością komponentów zastosowanych w obwodzie filtra. Jeśli komponent zużywa moc lub nie jest w stanie zwiększyć mocy, jest nazywany komponentem pasywnym. Komponenty, które nie są pasywne, nazywane są komponentami aktywnymi.
Więcej o filtrach pasywnych
Rezystory, kondensatory i cewki pobierają energię, gdy przepływa przez nie prąd i nie są w stanie zwiększyć mocy; dlatego każdy filtr RLC jest filtrem pasywnym, zwłaszcza z dołączonymi cewkami. Inną ważną cechą filtrów pasywnych jest to, że filtry nie potrzebują do działania zewnętrznego źródła zasilania. Impedancja wejściowa jest niska, a wyjściowa wysoka, co pozwala na samoregulację napięć napędzających obciążenia.
Zwykle w filtrach pasywnych rezystor obciążenia nie jest izolowany od reszty sieci; dlatego zmiana obciążenia może wpłynąć na charakterystykę obwodu i proces filtrowania. Jednak nie ma ograniczeń przepustowości dla filtrów pasywnych, co pozwala na zadowalające działanie przy bardzo wysokich częstotliwościach. W filtrach o niższej częstotliwości cewka indukcyjna zastosowana w obwodzie jest zwykle większa, co powoduje, że obwód jest bardziej masywny. Jeśli wymagana jest wyższa jakość i mniejszy rozmiar, koszt znacznie wzrasta. Filtry pasywne również wytwarzają niewielką ilość szumu ze względu na szum termiczny w elementach. Niemniej jednak, przy odpowiednim zaprojektowaniu amplitudę szumów można zminimalizować.
Ponieważ nie ma wzmocnienia sygnału, wzmocnienie sygnału należy przeprowadzić na późniejszym etapie. Czasami mogą być potrzebne wzmacniacze buforowe, aby skompensować różnice w obwodzie wyjściowym..
Więcej informacji o aktywnych filtrach
Filtry z komponentami, takimi jak wzmacniacze operacyjne, tranzystory lub inne elementy aktywne, nazywane są filtrami aktywnymi. Używają kondensatorów i rezystorów, ale cewki indukcyjne nie są używane. Filtry aktywne wymagają do działania zewnętrznego źródła zasilania ze względu na pobierające energię elementy aktywne w projekcie.
Ponieważ nie stosuje się cewek indukcyjnych, obwód jest bardziej zwarty i mniej ciężki. Jego impedancja wejściowa jest wysoka, a wyjściowa niska, co pozwala na sterowanie obciążeniami o niskiej impedancji na wyjściu. Generalnie obciążenie jest izolowane od obwodu wewnętrznego; stąd zmiana obciążenia nie wpływa na właściwości filtra.
Sygnał wyjściowy ma wzmocnienie mocy, a parametry takie jak pasmo wzmocnienia i częstotliwość odcięcia można regulować. Aktywne filtry mają kilka wad. Zmiany w zasilaniu mogą powodować zmiany wielkości sygnału wyjściowego, a zakresy wysokich częstotliwości są ograniczone właściwościami elementu aktywnego. Ponadto pętle sprzężenia zwrotnego używane do regulacji aktywnych składników mogą przyczyniać się do oscylacji i hałasu.
Jaka jest różnica między filtrami aktywnymi i pasywnymi?
• Filtry pasywne pobierają energię sygnału, ale nie jest dostępne żadne wzmocnienie mocy; podczas gdy filtry aktywne mają przyrost mocy.
• Filtry aktywne wymagają zewnętrznego zasilania, podczas gdy filtry pasywne działają tylko na wejściu sygnału.
• Tylko filtry pasywne wykorzystują cewki indukcyjne.
• Tylko filtry aktywne wykorzystują elementy Kike wzmacniacze operacyjne i tranzystory, które są elementami aktywnymi.
• Teoretycznie filtry pasywne nie mają ograniczeń częstotliwościowych, podczas gdy filtry aktywne mają ograniczenia wynikające z elementów aktywnych.
• Filtry pasywne mają lepszą stabilność i mogą wytrzymać duże prądy.
• Filtry pasywne są stosunkowo tańsze niż filtry aktywne.
