Активный и пассивный фильтр: разница и сравнение

Основные выводы

1. Активные фильтры используют активные компоненты, такие как операционные усилители, для формирования частотной характеристики, в то время как пассивные фильтры используют только пассивные компоненты, такие как резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности.
2. Активные фильтры могут обеспечивать усиление и улучшать отношение сигнал/шум, тогда как пассивные фильтры могут только ослаблять сигнал.
3. Активные фильтры требуют для работы внешние источники питания, а пассивные фильтры не нуждаются в дополнительном питании.

Что такое активный фильтр?

Активный фильтр — это аналоговая схема, которая реализует электронный фильтр с активным компонентом, таким как усилитель. Добавление усилителей в конструкцию фильтра может улучшить его стоимость, производительность и предсказуемость. В активном фильтре усилитель предотвращает влияние импеданса нагрузки следующего каскада на характеристики фильтра.

С активным фильтром сложные полюса и нули достигаются без использования громоздких или дорогих катушек индуктивности. В схемах активных фильтров можно регулировать один параметр, не влияя на другие, включая форму отклика и добротность.

Активные фильтры представляют собой электронные фильтры, состоящие из операционных усилителей и пассивных фильтров, содержащих такие элементы, как резисторы и конденсаторы. Есть несколько ограничений на использование активных фильтров. В основных уравнениях проектирования фильтров не учитывается конечная полоса пропускания усилителей.

Из-за ограниченной полосы пропускания активные устройства непрактичны на высоких частотах. Помимо потребления энергии, усилители производят шум. Когда нет пути постоянного тока для достижения током смещения элементов усилителя, некоторые топологии схемы могут оказаться нецелесообразными. Усилительные каскады ограничивают мощность.

Активные фильтры бывают разных типов в зависимости от того, какие полосы частот они разрешают или не допускают.

• Активный фильтр низких частот
• Активный фильтр высоких частот
• Активный полосовой фильтр
• Активный полосовой стоп-фильтр

Что такое пассивный фильтр?

Пассивные фильтры состоят из конденсаторов, катушек индуктивности и резисторов, настроенных на резонанс на определенной частоте или в диапазоне частот. Пассивные фильтры используются в энергосистемах для уменьшения искажений напряжения и гармонических токов, возникающих в чувствительных областях системы.

Пассивные фильтры функционируют, отображая различные значения импеданса на резонансной частоте. Заблокированная частота гармоник имеет высокий импеданс при последовательном подключении фильтра.

Хотя подключение фильтров в последовательной конфигурации возможно, более распространенными являются параллельные соединения. Такая конфигурация шунта обеспечивает реактивную мощность, которая может улучшить коэффициент мощности, одновременно отводя гармонические токи на землю.

Таким образом, емкостность на основной частоте является предполагаемым свойством пассивных шунтирующих фильтров. Пассивные фильтры часто используются для подачи необходимых частот и свойств в схемы, содержащие усилители, генераторы и схемы питания.

Ниже приведены различные виды пассивных фильтров.

1. Фильтр низких частот
2. Фильтр высоких частот
3. Полосовой фильтр
4. Полосовой стоп-фильтр

Разница между активным и пассивным фильтром

Активные и пассивные фильтры — это типы электронных фильтров, которые используются для фильтрации определенных частот сигналов. И активные, и пассивные фильтры различаются по своей конструкции и функциям. Между активными и пассивными фильтрами много различий, но ключевое отличие заключается в следующем.

1. Активный фильтр использует транзисторы и операционные усилители для частотной фильтрации. Напротив, в пассивных фильтрах для генерации сигнала используются сопротивления, катушки индуктивности и конденсаторы.
2. Активные фильтры зависят от внешнего источника питания, тогда как пассивные фильтры не требуют питания; они работают на входном сигнале.

сравнение Между активным и пассивным фильтром

параметры	Активный фильтр	Пассивный фильтр
Определение	Активный фильтр — это аналоговая схема, которая реализует электронный фильтр с активным компонентом, таким как усилитель.	Пассивные фильтры состоят из конденсаторов, катушек индуктивности и резисторов, настроенных на резонанс на определенной частоте или в диапазоне частот.
Эффективность	Активный фильтр эффективен и передает частоты с большей скоростью.	Пассивный фильтр менее эффективен и передает частоты с меньшей скоростью.
Многогранность	Активные фильтры более сложны.	Пассивные фильтры проще и менее сложны.
чувствительность	Более чувствительный.	Менее чувствителен.
Цена	Активные фильтры дорогие или дорогие.	Пассивные фильтры экономичны и менее дороги.

Рекомендации

1. Элвакил А.С. и Монди Б.Дж., 2014. Однотранзисторные активные фильтры: что возможно, а что нет. Транзакции IEEE в схемах и системах I: регулярные статьи, 61(9), pp.2517-2524.
2. Бусарелло, Т.Д.К., Помилио, Дж.А. и Симоэс, М.Г., 2016. Пассивный фильтр с помощью шунтовых компенсаторов, основанный на консервативной теории мощности. Транзакции IEEE в отраслевых приложениях, 52(4), pp.3340-3347.