ตัวกรองแบบแอคทีฟกับแบบพาสซีฟ: ความแตกต่างและการเปรียบเทียบ

ประเด็นที่สำคัญ

1. ตัวกรองแบบแอกทีฟใช้ส่วนประกอบแบบแอกทีฟ เช่น แอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงานเพื่อกำหนดรูปแบบการตอบสนองความถี่ ในขณะที่ตัวกรองแบบพาสซีฟจะใช้เฉพาะส่วนประกอบแบบพาสซีฟ เช่น ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ และตัวเหนี่ยวนำ
2. ตัวกรองแบบแอคทีฟสามารถให้อัตราขยายและปรับปรุงอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวน ในขณะที่ตัวกรองแบบพาสซีฟสามารถลดทอนสัญญาณได้เท่านั้น
3. ตัวกรองแบบแอคทีฟต้องใช้แหล่งพลังงานภายนอกในการทำงาน ในขณะที่ตัวกรองแบบพาสซีฟไม่ต้องการพลังงานเพิ่มเติม

ตัวกรองที่ใช้งานอยู่คืออะไร?

ตัวกรองแบบแอกทีฟคือวงจรแอนะล็อกที่ใช้ตัวกรองอิเล็กทรอนิกส์กับส่วนประกอบแบบแอกทีฟเช่นแอมพลิฟายเออร์ การเพิ่มแอมพลิฟายเออร์ให้กับการออกแบบตัวกรองสามารถปรับปรุงต้นทุน ประสิทธิภาพ และความสามารถในการคาดการณ์ได้ ในฟิลเตอร์แบบแอกทีฟ แอมพลิฟายเออร์จะป้องกันไม่ให้โหลดอิมพีแดนซ์ของสเตจถัดไปส่งผลต่อคุณลักษณะของฟิลเตอร์

ด้วยตัวกรองแบบแอคทีฟ จึงสามารถบรรลุขั้วและศูนย์ที่ซับซ้อนได้โดยไม่ต้องใช้ตัวเหนี่ยวนำขนาดใหญ่หรือมีราคาแพง ในวงจรตัวกรองแบบแอคทีฟ สามารถปรับพารามิเตอร์ตัวหนึ่งได้โดยไม่ส่งผลกระทบต่อพารามิเตอร์ตัวอื่น รวมถึงรูปแบบการตอบสนองและ Q (ปัจจัยด้านคุณภาพ)

ตัวกรองแบบแอกทีฟคือตัวกรองอิเล็กทรอนิกส์ที่ประกอบด้วยเครื่องขยายสัญญาณในการดำเนินงานและตัวกรองแบบพาสซีฟที่มีองค์ประกอบต่างๆ เช่น ตัวต้านทานและตัวเก็บประจุ มีข้อจำกัดบางประการในการใช้ตัวกรองที่ใช้งานอยู่ ไม่มีการพิจารณาแบนด์วิธจำกัดของแอมพลิฟายเออร์ในสมการการออกแบบตัวกรองพื้นฐาน

เนื่องจากแบนด์วิธมีจำกัด อุปกรณ์ที่ใช้งานอยู่จึงไม่สามารถใช้งานได้ที่ความถี่สูง นอกจากการสิ้นเปลืองพลังงานแล้ว แอมพลิฟายเออร์ยังผลิตเสียงรบกวนอีกด้วย เมื่อไม่มีเส้นทาง DC สำหรับกระแสไบแอสไปถึงส่วนประกอบของแอมพลิฟายเออร์ โทโพโลยีของวงจรบางอย่างอาจไม่สามารถใช้งานได้จริง ระยะของเครื่องขยายเสียงจำกัดความสามารถในการจัดการพลังงาน

ตัวกรองที่ใช้งานอยู่มีหลายประเภทขึ้นอยู่กับแถบความถี่ที่อนุญาตหรือปฏิเสธ

• ตัวกรองความถี่ต่ำที่ใช้งานอยู่
• ตัวกรองความถี่สูงที่ใช้งานอยู่
• ตัวกรอง Active Band Pass
• ตัวกรอง Active Band Stop

ตัวกรองแบบพาสซีฟคืออะไร?

ตัวกรองแบบพาสซีฟประกอบด้วยตัวเก็บประจุ ตัวเหนี่ยวนำ และตัวต้านทานที่ปรับให้สะท้อนที่ความถี่เฉพาะหรือช่วงความถี่ ตัวกรองแบบพาสซีฟใช้ในระบบไฟฟ้าเพื่อลดความผิดเพี้ยนของแรงดันไฟฟ้าและกระแสฮาร์มอนิกที่ปรากฏในพื้นที่ละเอียดอ่อนของระบบ

ตัวกรองแบบพาสซีฟทำงานโดยการแสดงค่าอิมพีแดนซ์ต่างๆ ที่ความถี่เรโซแนนซ์ ความถี่ฮาร์มอนิกที่ถูกบล็อกจะมีอิมพีแดนซ์สูงเมื่อเชื่อมต่อตัวกรองเป็นอนุกรม

แม้ว่าการเชื่อมต่อตัวกรองในการกำหนดค่าแบบอนุกรมจะเป็นตัวเลือก แต่รูปแบบทั่วไปคือการเชื่อมต่อแบบขนาน การกำหนดค่าแบ่งดังกล่าวมีให้ พลังงานปฏิกิริยา ที่สามารถปรับปรุงตัวประกอบกำลังในขณะเดียวกันก็เปลี่ยนกระแสฮาร์มอนิกลงกราวด์ไปพร้อมๆ กัน

ดังนั้นตัวเก็บประจุที่ความถี่พื้นฐานจึงเป็นคุณสมบัติที่ตั้งใจไว้ของพาสซีฟ ปัด ตัวกรอง ตัวกรองแบบพาสซีฟมักใช้เพื่อจ่ายความถี่และคุณสมบัติที่จำเป็นให้กับวงจรที่มีเครื่องขยายสัญญาณ ออสซิลเลเตอร์ และวงจรจ่ายไฟ

ตัวกรองแบบพาสซีฟมีหลายประเภทตามที่ระบุด้านล่าง

1. กรองผ่านต่ำ
2. ตัวกรองความถี่สูง
3. แบนด์พาสฟิลเตอร์
4. วงดนตรีหยุดตัวกรอง

ความแตกต่างระหว่างตัวกรองแบบแอคทีฟและพาสซีฟ

ตัวกรองแบบแอคทีฟและพาสซีฟเป็นตัวกรองอิเล็กทรอนิกส์ประเภทหนึ่งที่ใช้ในการกรองความถี่เฉพาะจากสัญญาณ ตัวกรองทั้งแบบแอคทีฟและพาสซีฟมีความแตกต่างกันในการออกแบบและฟังก์ชั่น มีความแตกต่างมากมายระหว่างตัวกรองแบบแอคทีฟและพาสซีฟ แต่ความแตกต่างที่สำคัญคือ

1. ตัวกรองแบบแอกทีฟใช้ทรานซิสเตอร์และแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงานสำหรับการกรองความถี่ ในทางตรงกันข้าม ตัวกรองแบบพาสซีฟใช้ความต้านทาน ตัวเหนี่ยวนำ และตัวเก็บประจุในการสร้างสัญญาณ
2. ตัวกรองแบบแอคทีฟขึ้นอยู่กับแหล่งจ่ายไฟภายนอก ในขณะที่ตัวกรองแบบพาสซีฟไม่ต้องการพลังงานใดๆ พวกเขาทำงานโดยใช้สัญญาณอินพุต

การเปรียบเทียบ ระหว่างตัวกรองแบบแอคทีฟและพาสซีฟ

พารามิเตอร์	ตัวกรองที่ใช้งานอยู่	ตัวกรองแบบพาสซีฟ
คำนิยาม	ตัวกรองแบบแอกทีฟคือวงจรแอนะล็อกที่ใช้ตัวกรองอิเล็กทรอนิกส์กับส่วนประกอบแบบแอกทีฟเช่นแอมพลิฟายเออร์	ตัวกรองแบบพาสซีฟประกอบด้วยตัวเก็บประจุ ตัวเหนี่ยวนำ และตัวต้านทานที่ปรับให้สะท้อนที่ความถี่เฉพาะหรือช่วงความถี่
อย่างมีประสิทธิภาพ	Active filter มีประสิทธิภาพและส่งความถี่ในอัตราที่คมชัดยิ่งขึ้น	ตัวกรองแบบพาสซีฟมีประสิทธิภาพน้อยกว่าและส่งความถี่ในอัตราที่ช้าลง
ความซับซ้อน	ตัวกรองที่ใช้งานอยู่มีความซับซ้อนมากขึ้น	ตัวกรองแบบพาสซีฟนั้นเรียบง่ายและซับซ้อนน้อยกว่า
ความไว	ละเอียดอ่อนมากขึ้น	อ่อนไหวน้อยลง
ราคา	ตัวกรองที่ใช้งานอยู่มีราคาสูงหรือแพง	ตัวกรองแบบพาสซีฟมีความคุ้มค่าและมีราคาถูกกว่า

อ้างอิง

1. เอลวาคิล, เช่น และ Maundy, BJ, 2014. ตัวกรองที่ใช้งานทรานซิสเตอร์ตัวเดียว: สิ่งที่เป็นไปได้และสิ่งที่ไม่เป็นเช่นนั้น ธุรกรรม IEEE บนวงจรและระบบ I: เอกสารทั่วไป, 61(9), pp.2517-2524
2. Busarello, TDC, Pomilio, JA และ Simoes, MG, 2016 ตัวกรองแบบพาสซีฟได้รับความช่วยเหลือจากตัวชดเชยแบบแบ่งตามทฤษฎีพลังงานแบบอนุรักษ์นิยม ธุรกรรม IEEE ในการใช้งานทางอุตสาหกรรม, 52(4), pp.3340-3347

อัพเดตล่าสุด : 14 ตุลาคม 2023