Aktivni filter proti pasivnemu filtru
Filtri so razred elektronskih vezij, ki se uporabljajo pri obdelavi signalov za omogočanje ali blokiranje želenega obsega signala ali signala. Filtre je mogoče kategorizirati na več ravneh glede na lastnosti, kot so aktivni – pasivni, analogni – digitalni, linearni – nelinearni, diskretni čas – zvezni čas, časovno nespremenljivi – časovna spremenljivost in neskončni impulzni odziv – končni impulzni odziv.
Aktivni in pasivni filtri se razlikujejo glede na pasivnost komponent, ki se uporabljajo v krogu filtra. Če komponenta porablja energijo ali ne more povečati moči, je znana kot pasivna komponenta. Komponente, ki niso pasivne, so znane kot aktivne komponente.
Več o pasivnih filtrih
Upori, kondenzatorji in induktorji porabljajo energijo, ko skozi njih teče tok, in ne morejo povečati moči; zato je vsak filter RLC pasivni filter, zlasti z vključenimi induktorji. Druga pomembna značilnost pasivnih filtrov je, da filtri za delovanje ne potrebujejo zunanjega vira energije. Vhodna impedanca je nizka in izhodna impedanca je visoka, kar omogoča samoregulacijo napetosti, ki poganjajo bremena.
Običajno pri pasivnih filtrih bremenski upor ni izoliran od ostalega omrežja; zato lahko sprememba obremenitve vpliva na značilnosti vezja in postopka filtriranja. Vendar pa za pasivne filtre ni omejitev pasovne širine, kar omogoča zadovoljivo delovanje pri zelo visokih frekvencah. Pri nižjefrekvenčnih filtrih je induktor, uporabljen v tokokrogu, običajno večji, zaradi česar je tokokrog bolj zajeten. Če se zahteva večja kakovost in manjša velikost, se stroški znatno povečajo. Pasivni filtri povzročajo tudi malo hrupa zaradi toplotnega hrupa v elementih. Kljub temu je s pravilno zasnovo mogoče zmanjšati to amplitudo hrupa.
Ker ni ojačanja signala, je treba ojačitev signala izvesti pozneje. Včasih so morda potrebni vmesni ojačevalniki za kompenzacijo razlik v izhodnem vezju..
Več o aktivnih filtrih
Filtri s komponentami, kot so operacijski ojačevalniki, tranzistorji ali drugi aktivni elementi, so znani kot aktivni filtri. Uporabljajo kondenzatorje in upore, ne uporabljajo pa induktorjev. Aktivni filtri za delovanje potrebujejo zunanji vir napajanja zaradi aktivnih elementov v zasnovi, ki porabljajo energijo.
Ker se ne uporabljajo induktorji, je vezje bolj kompaktno in manj težko. Njegova vhodna impedanca je visoka, izhodna impedanca pa nizka, kar omogoča pogon obremenitev z nizko impedanco na izhodu. Na splošno je breme izolirano od notranjega tokokroga; zato sprememba obremenitve ne vpliva na značilnosti filtra.
Izhodni signal ima ojačanje moči in parametre, kot sta pas prepustnosti ojačanja in mejna frekvenca, je mogoče prilagoditi. Aktivni filtri imajo več pomanjkljivosti. Spremembe v napajanju lahko povzročijo spremembe velikosti izhodnega signala, visokofrekvenčna območja pa so omejena z lastnostmi aktivnega elementa. Tudi povratne zanke, ki se uporabljajo za regulacijo aktivnih komponent, lahko prispevajo k nihanju in šumu.
Kakšna je razlika med aktivnimi in pasivnimi filtri?
• Pasivni filtri porabljajo energijo signala, vendar ojačitev moči ni na voljo; medtem ko aktivni filtri povečajo moč.
• Aktivni filtri zahtevajo zunanje napajanje, medtem ko pasivni filtri delujejo samo na vhodu signala.
• Samo pasivni filtri uporabljajo induktorje.
• Samo aktivni filtri uporabljajo elemente kike operacijskih ojačevalnikov in tranzistorjev, ki so aktivni elementi.
• Teoretično pasivni filtri nimajo frekvenčnih omejitev, medtem ko imajo aktivni filtri omejitve zaradi aktivnih elementov.
• Pasivni filtri imajo boljšo stabilnost in lahko prenesejo velike tokove.
• Pasivni filtri so relativno cenejši od aktivnih filtrov.
