Aktivní vs pasivní filtr: Rozdíl a srovnání

Key Takeaways

1. Aktivní filtry používají aktivní komponenty, jako jsou operační zesilovače, k tvarování frekvenční odezvy, zatímco pasivní filtry používají pouze pasivní komponenty, jako jsou odpory, kondenzátory a induktory.
2. Aktivní filtry mohou zajistit zesílení a zlepšit poměr signálu k šumu, zatímco pasivní filtry mohou signál pouze zeslabit.
3. Aktivní filtry vyžadují k provozu externí zdroje energie, zatímco pasivní filtry nepotřebují další napájení.

Co je aktivní filtr?

Aktivní filtr je analogový obvod, který implementuje elektronický filtr s aktivní komponentou, jako je zesilovač. Přidání zesilovačů do návrhu filtru může zlepšit jeho cenu, výkon a předvídatelnost. V aktivním filtru zesilovač zabraňuje tomu, aby impedance zátěže dalšího stupně ovlivňovala charakteristiky filtru.

S aktivním filtrem je dosaženo složitých pólů a nul bez použití objemných nebo drahých induktorů. V aktivních filtračních obvodech lze upravit jeden parametr bez ovlivnění ostatních, včetně tvaru odezvy a Q (faktor kvality).

Aktivní filtry jsou elektronické filtry skládající se z operačních zesilovačů a pasivních filtrů obsahujících prvky jako odpory a kondenzátory. Používání aktivních filtrů má několik omezení. V základních rovnicích návrhu filtru se nebere v úvahu konečná šířka pásma zesilovačů.

Vzhledem k omezené šířce pásma nejsou aktivní zařízení při vysokých frekvencích praktická. Kromě spotřeby energie produkují zesilovače šum. Pokud neexistuje žádná stejnosměrná cesta pro předpětí, která by dosáhla prvků zesilovače, určité topologie obvodů nemusí být praktické. Stupně zesilovače omezují schopnost manipulace s výkonem.

Aktivní filtry jsou různého druhu na základě pásem frekvencí, které povolují nebo odmítají.

• Aktivní dolní propust
• Aktivní horní propust
• Aktivní pásmový filtr
• Aktivní pásmový zastavovací filtr

Co je pasivní filtr?

Pasivní filtry se skládají z kondenzátorů, induktorů a rezistorů naladěných tak, aby rezonovaly na určité frekvenci nebo v určitém rozsahu frekvencí. Pasivní filtry se používají v energetických systémech ke snížení zkreslení napětí a harmonických proudů, které se objevují v citlivých oblastech systému.

Pasivní filtry fungují tak, že zobrazují různé hodnoty impedance na rezonanční frekvenci. Blokovaná harmonická frekvence má vysokou impedanci, když je filtr zapojen do série.

I když je možnost připojení filtrů v sériové konfiguraci, běžnějšími formami jsou paralelní připojení. Taková konfigurace bočníku poskytuje reaktivní síla který může zlepšit účiník a současně odvést harmonické proudy do země.

Kapacitní na základní frekvenci je tedy zamýšlenou vlastností pasivu shunt filtry. Pasivní filtry se často používají k dodávání potřebných frekvencí a vlastností obvodům obsahujícím zesilovače, oscilátory a napájecí obvody.

Níže jsou uvedeny různé druhy pasivních filtrů.

1. Low Pass Filter
2. High Pass filtr
3. Filtr pásma
4. Filtr zastavení pásma

Rozdíl mezi aktivním a pasivním filtrem

Aktivní a pasivní filtry jsou typy elektronických filtrů, které se používají k filtrování konkrétních frekvencí ze signálů. Jak aktivní, tak pasivní filtry se liší svým designem a svými funkcemi. Mezi aktivními a pasivními filtry je mnoho rozdílů, ale klíčový rozdíl je.

1. Aktivní filtr využívá pro frekvenční filtraci tranzistory a operační zesilovače. Naproti tomu pasivní filtry využívají pro generování signálu odpor, induktory a kondenzátory.
2. Aktivní filtry jsou závislé na externím zdroji napájení, zatímco pasivní filtry nevyžadují žádné napájení; fungují na vstupu signálu.

Porovnání Mezi aktivním a pasivním filtrem

parametry	Aktivní filtr	Pasivní filtr
Definice	Aktivní filtr je analogový obvod, který implementuje elektronický filtr s aktivní komponentou, jako je zesilovač.	Pasivní filtry se skládají z kondenzátorů, induktorů a rezistorů naladěných tak, aby rezonovaly na určité frekvenci nebo v určitém rozsahu frekvencí.
Účinnost	Aktivní filtr je účinný a přenáší frekvence ostřejší rychlostí.	Pasivní filtr je méně účinný a přenáší frekvence pomaleji.
Komplexita	Aktivní filtry jsou složitější.	Pasivní filtry jsou jednodušší a méně složité.
Citlivost	Citlivější.	Méně citlivé.
Stát	Aktivní filtry jsou drahé nebo drahé.	Pasivní filtry jsou cenově výhodné a levnější.

Reference

1. Elwakil, TAK JAKO and Maundy, BJ, 2014. Jednotranzistorové aktivní filtry: Co je možné a co ne. IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers, 61(9), str. 2517-2524.
2. Busarello, TDC, Pomilio, JA a Simoes, MG, 2016. Pasivní filtr podporovaný bočníkovými kompenzátory na základě konzervativní teorie výkonu. IEEE transakce v průmyslových aplikacích, 52(4), str. 3340-3347.

Poslední aktualizace: 14. října 2023