Aktivt vs passivt filter: forskel og sammenligning

Nøgleforsøg

1. Aktive filtre bruger aktive komponenter som operationsforstærkere til at forme frekvensresponsen, mens passive filtre kun bruger passive komponenter såsom modstande, kondensatorer og induktorer.
2. Aktive filtre kan give forstærkning og forbedre signal-til-støj-forholdet, hvorimod passive filtre kun kan dæmpe signalet.
3. Aktive filtre kræver eksterne strømkilder til drift, mens passive filtre ikke behøver yderligere strøm.

Hvad er et aktivt filter?

Et aktivt filter er et analogt kredsløb, der implementerer et elektronisk filter med en aktiv komponent som en forstærker. Tilføjelse af forstærkere til et filterdesign kan forbedre dets omkostninger, ydeevne og forudsigelighed. I et aktivt filter forhindrer en forstærker belastningsimpedansen for det næste trin i at påvirke filteregenskaberne.

Med et aktivt filter opnås komplekse poler og nuller uden brug af omfangsrige eller dyre induktorer. I aktive filterkredsløb kan en parameter justeres uden at påvirke de andre, inklusive responsformen og Q (kvalitetsfaktor).

De aktive filtre er elektroniske filtre bestående af operationsforstærkere og passive filtre indeholdende elementer som modstande og kondensatorer. Der er et par begrænsninger for at bruge aktive filtre. Der tages ikke hensyn til den endelige båndbredde af forstærkere i grundlæggende filterdesignligninger.

På grund af deres begrænsede båndbredde er aktive enheder ikke praktiske ved høje frekvenser. Ud over at forbruge strøm producerer forstærkere støj. Når der ikke er nogen jævnstrømsvej for forspændingsstrøm til at nå forstærkerelementerne, er visse kredsløbstopologier muligvis ikke praktiske. Forstærkertrinene begrænser effekthåndteringsevnen.

Aktive filtre er af forskellig art baseret på de frekvensbånd, de tillader eller afviser.

• Aktivt lavpasfilter
• Aktivt højpasfilter
• Aktivt båndpasfilter
• Aktivt båndstopfilter

Hvad er et passivt filter?

Passive filtre består af kondensatorer, induktorer og modstande, der er indstillet til at resonere ved en bestemt frekvens eller et frekvensområde. Passive filtre bruges i strømsystemer til at reducere spændingsforvrængning og harmoniske strømme, der forekommer i følsomme områder af systemet.

De passive filtre fungerer ved at vise forskellige impedansværdier ved resonansfrekvensen. Den blokerede harmoniske frekvens har en høj impedans, når et filter er seriekoblet.

Selvom tilslutning af filtre i en seriekonfiguration er en mulighed, er mere almindelige former parallelle forbindelser. En sådan shunt-konfiguration giver reaktiv kraft der kan forbedre effektfaktoren og samtidig aflede harmoniske strømme til jorden.

Kapacitiv ved grundfrekvensen er således den tilsigtede egenskab af passiv shunt filtre. Passive filtre bruges ofte til at levere de nødvendige frekvenser og egenskaber til kredsløb, der indeholder forstærkere, oscillatorer og strømforsyningskredsløb.

Der er forskellige slags passive filtre nedenfor.

1. Lavpasfilter
2. High Pass-filter
3. Båndpasfilter
4. Båndstopfilter

Forskellen mellem aktivt og passivt filter

Aktive og passive filtre er typer af elektroniske filtre, der bruges til at filtrere specifikke frekvenser fra signaler. Både aktive og passive filtre er forskellige i deres design og deres funktioner. Der er mange forskelle mellem aktive og passive filtre, men den vigtigste forskel er.

1. Det aktive filter bruger transistorer og operationsforstærkere til frekvensfiltrering. I modsætning hertil bruger passive filtre modstand, induktorer og kondensatorer til signalgenerering.
2. Aktive filtre afhænger af en ekstern strømforsyning, hvorimod passive filtre ikke kræver strøm; de fungerer på signalindgang.

Sammenligning Mellem aktivt og passivt filter

parametre	Aktivt filter	Passivt filter
Definition	Et aktivt filter er et analogt kredsløb, der implementerer et elektronisk filter med en aktiv komponent som en forstærker.	Passive filtre består af kondensatorer, induktorer og modstande, der er indstillet til at resonere ved en bestemt frekvens eller et frekvensområde.
Effektivitet	Aktivt filter er effektivt og transmitterer frekvenser med en skarpere hastighed.	Et passivt filter er mindre effektivt og transmitterer frekvenser med en langsommere hastighed.
Kompleksitet	Aktive filtre er mere komplekse.	Passive filtre er enklere og mindre komplekse.
Følsomhed	Mere følsomme.	Mindre følsom.
Koste	Aktive filtre er dyre eller dyre.	Passive filtre er omkostningseffektive og billigere.

Referencer

1. Elwakil, AS og Maundy, BJ, 2014. Enkelt transistor aktive filtre: Hvad er muligt, og hvad er ikke. IEEE-transaktioner på kredsløb og systemer I: Almindelige papirer, 61(9), pp.2517-2524.
2. Busarello, TDC, Pomilio, JA og Simoes, MG, 2016. Passivt filter hjulpet af shuntkompensatorer baseret på den konservative magtteori. IEEE-transaktioner på industriapplikationer, 52(4), pp.3340-3347.

Sidst opdateret: 14. oktober 2023