Filtro attivo vs passivo: differenza e confronto

Punti chiave

1. I filtri attivi utilizzano componenti attivi come amplificatori operazionali per modellare la risposta in frequenza, mentre i filtri passivi utilizzano solo componenti passivi come resistori, condensatori e induttori.
2. I filtri attivi possono fornire guadagno e migliorare il rapporto segnale/rumore, mentre i filtri passivi possono solo attenuare il segnale.
3. I filtri attivi richiedono fonti di alimentazione esterne per il funzionamento, mentre i filtri passivi non necessitano di alimentazione aggiuntiva.

Che cos'è un filtro attivo?

Un filtro attivo è un circuito analogico che implementa un filtro elettronico con un componente attivo come un amplificatore. L'aggiunta di amplificatori al progetto di un filtro può migliorarne il costo, le prestazioni e la prevedibilità. In un filtro attivo, un amplificatore impedisce all'impedenza di carico dello stadio successivo di influenzare le caratteristiche del filtro.

Con un filtro attivo si ottengono poli e zeri complessi senza utilizzare induttori ingombranti o costosi. Nei circuiti di filtri attivi, un parametro può essere regolato senza influenzare gli altri, inclusa la forma della risposta e Q (fattore di qualità).

I filtri attivi sono filtri elettronici costituiti da amplificatori operazionali e filtri passivi contenenti elementi come resistori e condensatori. Ci sono alcune limitazioni all'uso dei filtri attivi. Non vi è alcuna considerazione per la larghezza di banda finita degli amplificatori nelle equazioni di progettazione di filtri di base.

A causa della loro larghezza di banda limitata, i dispositivi attivi non sono pratici alle alte frequenze. Oltre a consumare energia, gli amplificatori producono rumore. Quando non esiste un percorso CC per la corrente di polarizzazione per raggiungere gli elementi dell'amplificatore, alcune topologie di circuito potrebbero non essere pratiche. Gli stadi dell'amplificatore limitano la capacità di gestione della potenza.

I filtri attivi sono di diverso tipo in base alle bande di frequenze che consentono o rifiutano.

• Filtro passa basso attivo
• Filtro passa alto attivo
• Filtro passa banda attivo
• Filtro attivo per l'interruzione della banda

Cos'è un filtro passivo?

I filtri passivi sono costituiti da condensatori, induttori e resistori sintonizzati per risuonare a una frequenza specifica o a un intervallo di frequenze. I filtri passivi vengono utilizzati nei sistemi di alimentazione per ridurre la distorsione di tensione e le correnti armoniche che compaiono nelle aree sensibili del sistema.

I filtri passivi funzionano visualizzando vari valori di impedenza alla frequenza di risonanza. La frequenza armonica bloccata ha un'alta impedenza quando un filtro è collegato in serie.

Sebbene collegare i filtri in una configurazione in serie sia un'opzione, le forme più comuni sono le connessioni parallele. Tale configurazione shunt fornisce potere reattivo in grado di migliorare il fattore di potenza deviando contemporaneamente verso terra le correnti armoniche.

Pertanto, il capacitivo alla frequenza fondamentale è la proprietà prevista del passivo derivazione filtri. I filtri passivi vengono spesso utilizzati per fornire le frequenze e le proprietà necessarie a circuiti contenenti amplificatori, oscillatori e circuiti di alimentazione.

Esistono diversi tipi di filtri passivi indicati di seguito.

1. Filtro passa basso
2. Filtro passa alto
3. Filtro passa banda
4. Filtro Band Stop

Differenza tra filtro attivo e passivo

I filtri attivi e passivi sono tipi di filtri elettronici utilizzati per filtrare frequenze specifiche dai segnali. Entrambi i filtri attivi e passivi sono diversi nel loro design e nelle loro funzioni. Ci sono molte differenze tra filtri attivi e passivi, ma la differenza fondamentale è.

1. Il filtro attivo utilizza transistor e amplificatori operazionali per la filtrazione della frequenza. Al contrario, i filtri passivi utilizzano resistenza, induttori e condensatori per la generazione del segnale.
2. I filtri attivi dipendono da un'alimentazione esterna, mentre i filtri passivi non richiedono alcuna alimentazione; operano sull'ingresso del segnale.

Confronto Tra filtro attivo e filtro passivo

parametri	Filtro attivo	Filtro passivo
Definizione	Un filtro attivo è un circuito analogico che implementa un filtro elettronico con un componente attivo come un amplificatore.	I filtri passivi sono costituiti da condensatori, induttori e resistori sintonizzati per risuonare a una frequenza specifica o a un intervallo di frequenze.
EFFICIENZA	Il filtro attivo è efficiente e trasmette le frequenze a una velocità maggiore.	Un filtro passivo è meno efficiente e trasmette le frequenze a una velocità inferiore.
Complessità	I filtri attivi sono più complessi.	I filtri passivi sono più semplici e meno complessi.
Sensibilità	Più sensibile.	Meno sensibile.
Costo	I filtri attivi sono costosi o costosi.	I filtri passivi sono convenienti e meno costosi.

Riferimenti

1. Elwakil, AS e Maundy, BJ, 2014. Filtri attivi a transistor singolo: cosa è possibile e cosa no. Transazioni IEEE su circuiti e sistemi I: documenti regolari, 61(9), pp.2517-2524.
2. Busarello, TDC, Pomilio, JA e Simoes, MG, 2016. Filtro passivo aiutato da compensatori shunt basati sulla teoria della potenza conservativa. Transazioni IEEE su applicazioni di settore, 52(4), pp.3340-3347.

Ultimo aggiornamento: 14 ottobre 2023