Aktivt filter kontra passivt filter
Filter är en klass av elektroniska kretsar som används i signalbehandling, för att tillåta eller blockera ett önskat signalområde eller en signal. Filter kan kategoriseras på många nivåer baserat på egenskaperna, såsom aktiv – passiv, analog – digital, linjär – icke-linjär, diskret tid – kontinuerlig tid, tidsinvariant – tidsvariant och oändlig impulssvar – finit impulssvar.
Aktiva och passiva filter särskiljs av passiviteten hos komponenterna som används i filterkretsen. Om en komponent förbrukar ström eller inte kan få strömförstärkning kallas den en passiv komponent. Komponenter som inte är passiva kallas aktiva komponenter.
Mer om passiva filter
Motstånd, kondensatorer och induktorer förbrukar alla ström när en ström passerar genom dem och inte kan få effekt; Därför är alla RLC-filter ett passivt filter, speciellt med induktorerna inkluderade. En annan viktig egenskap hos de passiva filtren är att filtren inte behöver en extern strömkälla för drift. Ingångsimpedansen är låg och utgångsimpedansen är hög, vilket tillåter självreglering av spänningarna som driver lasterna.
Vanligtvis, i passiva filter, är belastningsmotståndet inte isolerat från resten av nätverket; därför kan förändringar i belastningen påverka egenskaperna hos kretsen och filtreringsprocessen. Det finns dock inga bandbreddsbegränsningar för de passiva filtren, vilket möjliggör tillfredsställande drift vid mycket höga frekvenser. I lägre frekvensfilter tenderar induktorn som används i kretsen att vara större, vilket gör kretsen skrymmande. Om högre kvalitet och mindre storlek krävs ökar kostnaden avsevärt. Passiva filter skapar också en liten mängd brus, på grund av det termiska bruset i elementen. Ändå, med rätt design kan denna brusamplitud minimeras.
Eftersom det inte finns någon signalförstärkning måste signalförstärkningen utföras i ett senare skede. Ibland kan buffertförstärkare behövas för att kompensera skillnaderna i utgångskretsen..
Mer om aktiva filter
Filter med komponenter som operationsförstärkare, transistorer eller andra aktiva element kallas aktiva filter. De använder kondensatorer och motstånd, men induktorer används inte. Aktiva filter kräver en extern strömkälla för att fungera på grund av de strömförbrukande aktiva elementen i designen.
Eftersom inga induktorer används är kretsen mer kompakt och mindre tung. Dess ingångsimpedans är hög och utgångsimpedansen är låg, vilket gör det möjligt att driva lågimpedansbelastningar vid utgången. I allmänhet är belastningen isolerad från den interna kretsen; därför påverkar variationen i belastningen inte filtrets egenskaper.
Utsignalen har en effektförstärkning, och parametrarna som förstärkningspassband och cutoff-frekvens kan justeras. Det finns flera nackdelar med de aktiva filtren. Ändringarna i strömförsörjningen kan orsaka förändringar i utsignalens storlek och de höga frekvensområdena begränsas av egenskaperna hos det aktiva elementet. Återkopplingsslingor som används för att reglera de aktiva komponenterna kan också bidra till oscillation och brus.
Vad är skillnaden mellan aktiva och passiva filter?
• Passiva filter förbrukar signalens energi, men ingen effektförstärkning är tillgänglig; medan aktiva filter har en effektförstärkning.
• Aktiva filter kräver en extern strömförsörjning, medan passiva filter endast fungerar på signalingången.
• Endast passiva filter använder induktorer.
• Endast aktiva filter använder element kike op-amps och transistorer, som är aktiva element.
• Teoretiskt sett har passiva filter inga frekvensbegränsningar medan aktiva filter har begränsningar på grund av aktiva element.
• Passiva filter har bättre stabilitet och tål stora strömmar.
• Passiva filter är relativt billigare än aktiva filter.
