Atšķirība starp aktīvo filtru un pasīvo filtru

Aktīvais filtrs pret pasīvo filtru

Filtri ir elektronisko shēmu klase, ko izmanto signālu apstrādē, lai atļautu vai bloķētu vēlamo signāla diapazonu vai signālu. Filtrus var iedalīt daudzos līmeņos, pamatojoties uz īpašībām, piemēram, aktīvs - pasīvs, analogs - digitālais, lineārs - nelineārs, diskrētais laiks - nepārtrauktais laiks, laika nemainīgais - laika variants un bezgalīgā impulsa reakcija - ierobežotā impulsa atbilde.

Aktīvos un pasīvos filtrus diferencē pēc filtru shēmā izmantoto komponentu pasivitātes. Ja kāda sastāvdaļa patērē enerģiju vai nav spējīga iegūt jaudu, to sauc par pasīvu sastāvdaļu. Sastāvdaļas, kas nav pasīvas, sauc par aktīvajām sastāvdaļām.

Vairāk par pasīvajiem filtriem

Rezistori, kondensatori un induktori patērē enerģiju, kad caur tiem šķērso strāva, un nespēj iegūt jaudu; tāpēc jebkurš RLC filtrs ir pasīvs filtrs, īpaši ar iekļautajiem induktoriem. Vēl viena galvenā pasīvo filtru īpašība ir tā, ka filtru darbībai nav nepieciešams ārējs enerģijas avots. Ieejas pretestība ir zema un izejas pretestība ir augsta, ļaujot pašregulēt slodzes vadošos spriegumus.

Parasti pasīvajos filtros slodzes rezistors nav izolēts no pārējā tīkla; tāpēc slodzes izmaiņas var ietekmēt ķēdes un filtrēšanas procesa raksturlielumus. Tomēr pasīvajiem filtriem nav joslas platuma ierobežojumu, kas ļauj apmierinoši darboties ļoti augstās frekvencēs. Zemākas frekvences filtros ķēdē izmantotais induktors parasti ir lielāks, padarot ķēdi apjomīgāku. Ja nepieciešama augstāka kvalitāte un mazāks izmērs, izmaksas tiek ievērojami palielinātas. Pasīvie filtri arī rada nelielu troksni, ņemot vērā elementu termisko troksni. Tomēr, pareizi projektējot, šo trokšņu amplitūdu var samazināt līdz minimumam.

Tā kā signāla pieaugums nav, signāla pastiprināšana jāveic vēlākā posmā. Dažreiz, lai kompensētu atšķirības izejas ķēdē, var būt nepieciešami buferu pastiprinātāji.

Vairāk par aktīvajiem filtriem

Filtrus ar komponentiem, piemēram, darbības pastiprinātājiem, tranzistoriem vai citiem aktīviem elementiem, sauc par aktīvajiem filtriem. Viņi izmanto kondensatorus un rezistorus, bet induktorus neizmanto. Aktīvajiem filtriem darboties nepieciešams ārējs enerģijas avots, jo projektēšanas laikā patērē aktīvos aktīvos elementus.

Tā kā netiek izmantoti induktori, ķēde ir kompaktāka un mazāk smaga. Tā ieejas pretestība ir augsta, un izejas pretestība ir zema, kas ļauj novadīt zemas pretestības slodzes pie izejas. Parasti slodze ir izolēta no iekšējās ķēdes; līdz ar to slodzes izmaiņas neietekmē filtra īpašības.

Izejas signālam ir jaudas palielinājums, un tādus parametrus kā pastiprināšanas caurlaides josla un izslēgšanas frekvence var pielāgot. Aktīvajiem filtriem ir raksturīgi vairāki trūkumi. Strāvas padeves izmaiņas var izraisīt izejas signāla lieluma izmaiņas, un augstās frekvences diapazonus ierobežo aktīvā elementa īpašības. Arī atgriezeniskās saites cilpas, ko izmanto aktīvo komponentu regulēšanai, var veicināt svārstības un troksni.

Kāda ir atšķirība starp aktīvajiem un pasīvajiem filtriem?

• Pasīvie filtri patērē signāla enerģiju, bet enerģijas pieaugums nav pieejams; savukārt aktīvajiem filtriem ir jaudas pieaugums.

• Aktīvajiem filtriem nepieciešama ārēja barošanas avota darbība, savukārt pasīvie filtri darbojas tikai ar signāla ieeju.

• Induktorus izmanto tikai pasīvos filtros.

• Tikai aktīvie filtri izmanto elementus kike op-amps un tranzistorus, kas ir aktīvi elementi.

• Teorētiski pasīvajiem filtriem nav frekvences ierobežojumu, savukārt aktīvajiem filtriem ir ierobežojumi aktīvo elementu dēļ.

• Pasīvajiem filtriem ir labāka stabilitāte un tie var izturēt lielas strāvas.

• Pasīvie filtri ir salīdzinoši lētāki nekā aktīvie filtri.