Aktivt filter mot passivt filter
Filter är en klass av elektroniska kretsar som används vid 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, tidsvarierande - tidsvariant och oändligt impulssvar - slutlig impulsrespons.
Aktiva och passiva filter skiljer sig från passiviteten hos komponenterna som används i filterkretsen. Om en komponent förbrukar ström eller är oförmögen att få effekt är den känd som 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 är oförmögna att få effekt. därför är alla RLC-filter ett passivt filter, särskilt med induktorerna inkluderade. En annan viktig egenskap hos passiva filter är att filtren inte behöver en extern strömkälla för drift. Ingångsimpedansen är låg och utgångsimpedansen är hög, vilket möjliggör självreglering av spänningarna som driver lasterna.
I passiva filter är vanligtvis inte belastningsmotstånd isolerat från resten av nätverket. därför kan förändring av belastningen påverka kretsens egenskaper och filtreringsprocessen. Det finns dock inga bandbreddsbegränsningar för passiva filter, vilket möjliggör tillfredsställande drift vid mycket höga frekvenser. I filter med lägre frekvens tenderar induktorn som används i kretsen att vara större, vilket gör kretsen större. Om högre kvalitet och mindre storlek krävs ökar kostnaden avsevärt. Passiva filter skapar också lite buller 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 energiförbrukande aktiva elementen i konstruktionen.
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 låga impedansbelastningar vid utgången. Generellt är belastningen isolerad från den interna kretsen; följaktligen påverkar inte belastningens variation filterens egenskaper.
Utsignalen har en effektförstärkning, och parametrarna som förstärkningsband och avstängningsfrekvens kan justeras. Flera nackdelar är inneboende i de aktiva filtren. Ändringarna i strömförsörjningen kan orsaka förändringar i utsignalens storlek och de höga frekvensområdena begränsas av de aktiva elementegenskaperna. Återkopplingsslingor som används för att reglera de aktiva komponenterna kan också bidra till svängning och buller.
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 extern strömförsörjning, medan passiva filter endast fungerar på signalingången.
• Endast passiva filter använder induktorer.
• Endast aktiva filter använder element som kike op-amp 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.
