Actief versus passief filter: verschil en vergelijking

Key Takeaways

1. Actieve filters gebruiken actieve componenten zoals operationele versterkers om de frequentierespons vorm te geven, terwijl passieve filters alleen passieve componenten gebruiken zoals weerstanden, condensatoren en inductoren.
2. Actieve filters kunnen versterking bieden en de signaal-ruisverhouding verbeteren, terwijl passieve filters het signaal alleen kunnen verzwakken.
3. Actieve filters hebben externe stroombronnen nodig om te werken, terwijl passieve filters geen extra stroom nodig hebben.

Wat is een actief filter?

Een actief filter is een analoog circuit dat een elektronisch filter implementeert met een actieve component zoals een versterker. Het toevoegen van versterkers aan een filterontwerp kan de kosten, prestaties en voorspelbaarheid verbeteren. In een actief filter voorkomt een versterker dat de belastingsimpedantie van de volgende trap de filterkarakteristieken beïnvloedt.

Met een actief filter worden complexe polen en nullen bereikt zonder omvangrijke of dure inductoren. In actieve filtercircuits kan één parameter worden aangepast zonder de andere te beïnvloeden, inclusief de responsvorm en Q (kwaliteitsfactor).

De actieve filters zijn elektronische filters die bestaan ​​uit operationele versterkers en passieve filters die elementen bevatten zoals weerstanden en condensatoren. Er zijn enkele beperkingen aan het gebruik van actieve filters. Er wordt geen rekening gehouden met de eindige bandbreedte van versterkers in basisfilterontwerpvergelijkingen.

Vanwege hun beperkte bandbreedte zijn actieve apparaten niet praktisch bij hoge frequenties. Versterkers verbruiken niet alleen stroom, maar produceren ook ruis. Wanneer er geen gelijkstroompad is voor de biasstroom om de versterkerelementen te bereiken, zijn bepaalde circuittopologieën mogelijk niet praktisch. De versterkertrappen beperken de belastbaarheid.

Actieve filters zijn van verschillende soorten op basis van de frequentiebanden die ze toestaan ​​of weigeren.

• Actief laagdoorlaatfilter
• Actief hoogdoorlaatfilter
• Actieve banddoorlaatfilter
• Actieve bandstopfilter

Wat is een passief filter?

Passieve filters bestaan ​​uit condensatoren, inductoren en weerstanden die zijn afgestemd om te resoneren op een specifieke frequentie of een bereik van frequenties. Passieve filters worden gebruikt in voedingssystemen om spanningsvervorming en harmonische stromen te verminderen die optreden in gevoelige delen van het systeem.

De passieve filters werken door verschillende impedantiewaarden bij de resonantiefrequentie weer te geven. De geblokkeerde harmonische frequentie heeft een hoge impedantie wanneer een filter in serie is geschakeld.

Hoewel het aansluiten van filters in een serieconfiguratie een optie is, zijn meer gebruikelijke vormen parallelle verbindingen. Een dergelijke shuntconfiguratie biedt reactief vermogen die de arbeidsfactor kan verbeteren en tegelijkertijd harmonische stromen naar de grond kan leiden.

Capacitief op de grondfrequentie is dus de beoogde eigenschap van passief aftakking filters. Passieve filters worden vaak gebruikt om de benodigde frequenties en eigenschappen te leveren aan circuits die versterkers, oscillatoren en voedingscircuits bevatten.

Hieronder vindt u verschillende soorten passieve filters.

1. Laagdoorlaatfilter
2. Hoogdoorlaatfilter
3. Banddoorlaatfilter
4. Bandstopfilter

Verschil tussen actief en passief filter

Actieve en passieve filters zijn soorten elektronische filters die worden gebruikt om specifieke frequenties uit signalen te filteren. Zowel actieve als passieve filters zijn verschillend in hun ontwerp en hun functies. Er zijn veel verschillen tussen actieve en passieve filters, maar het belangrijkste verschil is.

1. Het actieve filter gebruikt transistors en operationele versterkers voor frequentiefiltratie. Passieve filters daarentegen gebruiken weerstand, inductoren en condensatoren voor het genereren van signalen.
2. Actieve filters zijn afhankelijk van een externe voeding, terwijl passieve filters geen voeding nodig hebben; ze werken op signaalinvoer.

Vergelijk Tussen actief en passief filter

parameters	Actief filter	passief filter
Definitie	Een actief filter is een analoog circuit dat een elektronisch filter implementeert met een actieve component zoals een versterker.	Passieve filters bestaan ​​uit condensatoren, inductoren en weerstanden die zijn afgestemd om te resoneren op een specifieke frequentie of een bereik van frequenties.
Efficiënt	Actief filter is efficiënt en zendt frequenties scherper uit.	Een passief filter is minder efficiënt en zendt frequenties langzamer uit.
Ingewikkeldheid	Actieve filters zijn complexer.	Passieve filters zijn eenvoudiger en minder complex.
Gevoeligheid	Gevoeliger.	Minder gevoelig.
Kosten	Actieve filters zijn duur of duur.	Passieve filters zijn kosteneffectief en goedkoper.

Referenties

1. Elwakil, ALS en Maundy, BJ, 2014. Actieve filters met enkele transistor: wat is mogelijk en wat niet. IEEE-transacties op circuits en systemen I: gewone papieren, 61(9), pp.2517-2524.
2. Busarello, TDC, Pomilio, JA en Simoes, MG, 2016. Passief filter ondersteund door shuntcompensatoren op basis van de conservatieve vermogenstheorie. IEEE-transacties op branchetoepassingen, 52(4), pp.3340-3347.

Laatst bijgewerkt: 14 oktober 2023