Aktivní filtr vs pasivní filtr
Filtry jsou třídou elektronických obvodů používaných při zpracování signálu k povolení nebo blokování požadovaného rozsahu signálu nebo signálu. Filtry lze kategorizovat na mnoha úrovních na základě vlastností, jako jsou aktivní - pasivní, analogové - digitální, lineární - nelineární, diskrétní čas - spojitý čas, časově invariantní - časová varianta a nekonečná impulzní odezva - konečná impulzní odezva.
Aktivní a pasivní filtry se liší pasivitou komponent použitých ve filtračním obvodu. Pokud komponenta spotřebovává energii nebo není schopna získat energii, je známá jako pasivní komponenta. Komponenty, které nejsou pasivní, se označují jako aktivní komponenty.
Více o pasivních filtrech
Rezistory, kondenzátory a induktory spotřebovávají energii, když jimi prochází proud, a nejsou schopné získat výkon; proto je jakýkoli filtr RLC pasivním filtrem, zejména s přiloženými induktory. Další hlavní charakteristikou pasivních filtrů je, že filtry nepotřebují k provozu externí zdroj energie. Vstupní impedance je nízká a výstupní impedance vysoká, což umožňuje samoregulaci napětí, která pohání zátěž.
U pasivních filtrů není zátěžový rezistor izolován od zbytku sítě; proto může změna zátěže ovlivnit vlastnosti obvodu a filtračního procesu. U pasivních filtrů však neexistují žádná omezení šířky pásma, což umožňuje uspokojivý provoz při velmi vysokých frekvencích. U nízkofrekvenčních filtrů má induktor použitý v obvodu tendenci být větší, čímž je obvod objemnější. Pokud je požadována vyšší kvalita a menší velikost, náklady se výrazně zvýší. Pasivní filtry také vytvářejí malé množství šumu v důsledku tepelného šumu v prvcích. Při správném návrhu však lze tuto amplitudu šumu minimalizovat.
Protože nedochází k žádnému zesílení signálu, musí být zesílení signálu provedeno v pozdější fázi. Někdy mohou být potřebné vyrovnávací zesilovače ke kompenzaci rozdílů ve výstupním obvodu..
Více o aktivních filtrech
Filtry s komponentami, jako jsou operační zesilovače, tranzistory nebo jiné aktivní prvky, se nazývají aktivní filtry. Používají kondenzátory a odpory, ale induktory se nepoužívají. Aktivní filtry vyžadují k provozu externí zdroj energie z důvodu energeticky náročných aktivních prvků v návrhu.
Protože se nepoužívají žádné cívky, je obvod kompaktnější a méně těžký. Jeho vstupní impedance je vysoká a výstupní impedance je nízká, což umožňuje řídit zátěže s nízkou impedancí na výstupu. Obecně je zátěž izolována od vnitřního obvodu; proto změna zátěže nemá vliv na vlastnosti filtru.
Výstupní signál má energetický zisk a lze upravit parametry, jako je pásmo zesílení a mezní frekvence. K aktivním filtrům neodmyslitelně patří několik nevýhod. Změny v napájecím zdroji mohou způsobit změny ve velikosti výstupního signálu a vysokofrekvenční rozsahy jsou omezeny vlastnostmi aktivních prvků. Zpětnovazební smyčky používané k regulaci aktivních složek mohou také přispívat k oscilaci a šumu.
Jaký je rozdíl mezi aktivními a pasivními filtry?
• Pasivní filtry spotřebovávají energii signálu, ale není k dispozici žádný energetický zisk; zatímco aktivní filtry mají energetický zisk.
• Aktivní filtry vyžadují externí napájení, zatímco pasivní filtry fungují pouze na signálním vstupu.
• Tlumivky používají pouze pasivní filtry.
• Pouze aktivní filtry používají prvky Kike operační zesilovače a tranzistory, které jsou aktivními prvky.
• Teoreticky pasivní filtry nemají omezení frekvence, zatímco aktivní filtry mají omezení kvůli aktivním prvkům.
• Pasivní filtry mají lepší stabilitu a odolávají velkým proudům.
• Pasivní filtry jsou relativně levnější než aktivní filtry.
