Aktivt filter mot 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, tidsvariabel - tidsvariant og uendelig impulsrespons - endelig impulsrespons.
Aktive og passive filtre skiller seg ut fra passiviteten til komponentene som brukes i filterkretsen. Hvis en komponent bruker strøm eller ikke er i stand til å få 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 i stand til å få strøm. Derfor er ethvert RLC-filter et passivt filter, spesielt med induktorene inkludert. Et annet viktig kjennetegn ved passive filtre er at filtrene ikke trenger en ekstern strømkilde for drift. Inngangsimpedansen er lav og utgangsimpedansen er høy, slik at selvregulering av spenningene som driver lastene.
I passive filtre er belastningsmotstand vanligvis ikke isolert fra resten av nettverket; derfor kan endring i belastningen påvirke egenskapene til kretsen og filtreringsprosessen. Imidlertid er det ingen båndbreddebegrensninger for passive filtre, noe som tillater tilfredsstillende drift ved svært høye frekvenser. I filtre med lavere frekvens har induktoren som brukes i kretsen en tendens til å være større, noe som gjør kretsen større. Hvis det kreves høyere kvalitet og mindre størrelse, økes kostnaden betydelig. Passive filtre skaper også litt støy på grunn av termisk støy 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 behov for bufferforsterkere for å kompensere for 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, slik at du kan kjøre lave impedansbelastninger ved utgangen. Generelt er belastningen isolert fra den interne kretsen; dermed påvirker ikke variasjonen av belastningen filterets egenskaper.
Utgangssignalet har en forsterkning, og parametrene som forsterkningsbånd og avskjæringsfrekvens kan justeres. Flere ulemper er iboende for de aktive filtrene. Endringene i strømforsyningen kan forårsake endringer i utgangssignalets størrelse, og høyfrekvensområdene er begrenset av de aktive elementegenskapene. Også tilbakemeldingsløkker som brukes til å regulere de aktive komponentene kan bidra til svingning og støy.
Hva er forskjellen mellom aktive og passive filtre?
• Passive filtre bruker energien til signalet, men ingen effektforsterkning er tilgjengelig; mens aktive filtre har en kraftforsterkning.
• Aktive filtre krever en ekstern strømforsyning, mens passive filtre bare fungerer på signalinngangen.
• Bare passive filtre bruker induktorer.
• Bare aktive filtre bruker elementer som kike 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.
