Aktivní filtr vs pasivní filtr
Filtry jsou třídou elektronických obvodů používaných při zpracování signálu, které umožňují nebo blokují požadovaný rozsah signálu nebo signálu. Filtry lze kategorizovat na mnoha úrovních na základě vlastností, jako jsou aktivní – pasivní, analogově – digitální, lineární – nelineární, diskrétní – spojitý čas, časově invariantní – časová varianta a nekonečná impulsní odezva – konečná impulsní odezva.
Aktivní a pasivní filtry se liší pasivitou komponent použitých ve filtračním obvodu. Pokud součást spotřebovává energii nebo není schopna získat energii, nazývá se pasivní součást. Komponenty, které nejsou pasivní, jsou známé jako aktivní komponenty.
Více o pasivních filtrech
Rezistory, kondenzátory a induktory všechny spotřebovávají energii, když jimi prochází proud, a nejsou schopny získat výkon; proto je jakýkoli RLC filtr pasivním filtrem, zejména s tlumivkami. 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 pohánějících zátěže.
U pasivních filtrů není zatěžovací odpor obvykle izolován od zbytku sítě; proto může změna zátěže ovlivnit charakteristiky obvodu a filtračního procesu. Pro pasivní filtry však neexistují žádná omezení šířky pásma, což umožňuje uspokojivý provoz na velmi vysokých frekvencích. U nízkofrekvenčních filtrů bývá induktor použitý v obvodu větší, takže obvod je objemnější. Pokud je požadována vyšší kvalita a menší velikost, náklady se výrazně zvyšují. Pasivní filtry také vytvářejí malé množství šumu kvůli tepelnému šumu v prvcích. Nicméně správným designem lze tuto amplitudu šumu minimalizovat.
Vzhledem k tomu, že nedochází k zesílení signálu, musí být zesílení signálu provedeno později. Někdy mohou být potřebné vyrovnávací zesilovače pro kompenzaci rozdílů ve výstupním obvodu..
Více o aktivních filtrech
Filtry se součástkami, jako jsou operační zesilovače, tranzistory nebo jiné aktivní prvky, se nazývají aktivní filtry. Používají kondenzátory a rezistory, ale nepoužívají se induktory. Aktivní filtry vyžadují k provozu externí zdroj energie, protože aktivní prvky v konstrukci spotřebovávají energii.
Protože nejsou použity žádné induktory, je obvod kompaktnější a méně těžký. Jeho vstupní impedance je vysoká a výstupní impedance je nízká, což umožňuje řídit nízkoimpedanční zátěže na výstupu. Obecně je zátěž izolována od vnitřního obvodu; proto změna zatížení neovlivňuje vlastnosti filtru.
Výstupní signál má zesílení výkonu a lze upravit parametry jako pásmo zesílení a mezní frekvenci. Aktivní filtry mají několik nevýhod. Změny v napájení mohou způsobit změny ve velikosti výstupního signálu a vysokofrekvenční rozsahy jsou omezeny vlastnostmi aktivního prvku. Také zpětnovazební smyčky používané pro regulaci aktivních součástí mohou přispívat k oscilacím a šumu.
Jaký je rozdíl mezi aktivními a pasivními filtry?
• Pasivní filtry spotřebovávají energii signálu, ale není k dispozici žádný výkonový zisk; zatímco aktivní filtry mají zesílení výkonu.
• Aktivní filtry vyžadují externí napájení, zatímco pasivní filtry fungují pouze na signálovém vstupu.
• Pouze pasivní filtry používají induktory.
• Pouze aktivní filtry používají prvky kike operační zesilovače a tranzistory, což jsou aktivní prvky.
• Teoreticky nemají pasivní filtry žádná omezení frekvence, zatímco aktivní filtry mají omezení kvůli aktivním prvkům.
• Pasivní filtry mají lepší stabilitu a vydrží velké proudy.
• Pasivní filtry jsou relativně levnější než aktivní filtry.
