Aktivt filter kontra passivt filter
Filtre er en klasse elektroniske kretser som brukes i signalbehandling, for å tillate eller blokkere et ønsket signalområde eller et signal. Filtre kan kategoriseres på mange nivåer basert på egenskapene, for eksempel aktiv – passiv, analog – digital, lineær – ikke-lineær, diskret tid – kontinuerlig tid, tidsinvariant – tidsvariant og uendelig impulsrespons – endelig impulsrespons.
Aktive og passive filtre er differensiert av passiviteten til komponentene som brukes i filterkretsen. Hvis en komponent bruker strøm eller ikke er i stand til å øke strøm, er den kjent som en passiv komponent. Komponenter som ikke er passive er kjent som aktive komponenter.
Mer om passive filtre
Motstander, kondensatorer og induktorer bruker alle strøm når en strøm passerer gjennom dem, og ikke er i stand til å øke strøm; Derfor er ethvert RLC-filter et passivt filter, spesielt med induktorene inkludert. Et annet hovedtrekk ved de passive filtrene er at filtrene ikke trenger en ekstern strømkilde for drift. Inngangsimpedansen er lav og utgangsimpedansen er høy, noe som tillater selvregulering av spenningene som driver belastningene.
Vanligvis, i passive filtre, er ikke lastmotstanden isolert fra resten av nettverket; derfor kan endring i belastningen påvirke egenskapene til kretsen og filtreringsprosessen. Det er imidlertid ingen båndbreddebegrensninger for de passive filtrene, noe som tillater tilfredsstillende drift ved svært høye frekvenser. I lavere frekvensfiltre har induktoren som brukes i kretsen en tendens til å være større, noe som gjør kretsen større. Hvis høyere kvalitet og mindre størrelse kreves, økes kostnadene betydelig. Passive filtre skaper også litt støy, på grunn av den termiske støyen i elementene. Likevel, med riktig design kan denne støyamplituden minimeres.
Siden det ikke er noen signalforsterkning, må signalforsterkningen utføres på et senere tidspunkt. Noen ganger kan det være nødvendig med bufferforsterkere for å kompensere forskjellene i utgangskretsen..
Mer om aktive filtre
Filtre med komponenter som operasjonsforsterkere, transistorer eller andre aktive elementer er kjent som aktive filtre. De bruker kondensatorer og motstander, men induktorer brukes ikke. Aktive filtre krever en ekstern strømkilde for å fungere på grunn av de strømkrevende aktive elementene i designet.
Siden ingen induktorer brukes, er kretsen mer kompakt og mindre tung. Inngangsimpedansen er høy og utgangsimpedansen er lav, noe som gjør det mulig å drive lavimpedansbelastninger ved utgangen. Generelt er lasten isolert fra den interne kretsen; derfor påvirker ikke variasjon av belastningen egenskapene til filteret.
Utgangssignalet har en effektforsterkning, og parametere som forsterkningspassbånd og cutoff-frekvens kan justeres. Flere ulemper er iboende med de aktive filtrene. Endringene i strømforsyningen kan forårsake endringer i utgangssignalets størrelse og høyfrekvensområdene begrenses av egenskapene til det aktive elementet. Tilbakemeldingssløyfer som brukes til å regulere de aktive komponentene kan også bidra til oscillasjon og støy.
Hva er forskjellen mellom aktive og passive filtre?
• Passive filtre bruker energien til signalet, men ingen strømforsterkning er tilgjengelig; mens aktive filtre har en effektforsterkning.
• Aktive filtre krever ekstern strømforsyning, mens passive filtre kun fungerer på signalinngangen.
• Bare passive filtre bruker induktorer.
• Bare aktive filtre bruker elementer som er op-forsterkere og transistorer, som er aktive elementer.
• Teoretisk sett har passive filtre ingen frekvensbegrensninger, mens aktive filtre har begrensninger på grunn av aktive elementer.
• Passive filtre har bedre stabilitet og tåler store strømmer.
• Passive filtre er relativt billigere enn aktive filtre.
