Активний і пасивний фільтр: різниця та порівняння

Ключові винесення

1. Активні фільтри використовують активні компоненти, такі як операційні підсилювачі, щоб формувати частотну характеристику, тоді як пасивні фільтри використовують лише пасивні компоненти, такі як резистори, конденсатори та котушки індуктивності.
2. Активні фільтри можуть забезпечити посилення та покращити співвідношення сигнал/шум, тоді як пасивні фільтри можуть лише послабити сигнал.
3. Для роботи активних фільтрів потрібні зовнішні джерела живлення, а пасивним не потрібне додаткове живлення.

Що таке активний фільтр?

Активний фільтр — це аналогова схема, яка реалізує електронний фільтр з активним компонентом, таким як підсилювач. Додавання підсилювачів до конструкції фільтра може покращити його вартість, продуктивність і передбачуваність. В активному фільтрі підсилювач запобігає впливу опору навантаження наступного каскаду на характеристики фільтра.

За допомогою активного фільтра складні полюси та нулі досягаються без використання громіздких або дорогих котушок індуктивності. У схемах активного фільтра один параметр можна регулювати, не впливаючи на інші, включаючи форму відгуку та Q (фактор якості).

Активні фільтри - це електронні фільтри, що складаються з операційних підсилювачів і пасивних фільтрів, що містять такі елементи, як резистори та конденсатори. Є кілька обмежень щодо використання активних фільтрів. У базових рівняннях конструкції фільтра не враховується кінцева смуга пропускання підсилювачів.

Через обмежену пропускну здатність активні пристрої непрактичні на високих частотах. Крім споживання електроенергії, підсилювачі створюють шум. Якщо немає шляху постійного струму для струму зміщення, щоб досягти елементів підсилювача, певні топології схеми можуть бути непрактичними. Ступені підсилювача обмежують потужність.

Активні фільтри бувають різних видів залежно від смуг частот, які вони дозволяють або відхиляють.

• Активний фільтр низьких частот
• Активний фільтр високих частот
• Активний смуговий фільтр
• Активний смуговий фільтр

Що таке пасивний фільтр?

Пасивні фільтри складаються з конденсаторів, котушок індуктивності та резисторів, налаштованих на резонанс на певній частоті або в діапазоні частот. Пасивні фільтри використовуються в системах живлення, щоб зменшити спотворення напруги та гармонійні струми, які виникають у чутливих областях системи.

Пасивні фільтри функціонують, відображаючи різні значення імпедансу на резонансній частоті. Заблокована гармонічна частота має високий імпеданс, коли фільтр з’єднаний послідовно.

Хоча з’єднання фільтрів у послідовній конфігурації є варіантом, більш поширеними формами є паралельні з’єднання. Така конфігурація шунта забезпечує реактивна потужність що може підвищити коефіцієнт потужності, одночасно відводячи гармонічні струми на землю.

Таким чином, ємнісна на основній частоті є передбачуваною властивістю пасивної шунт фільтри. Пасивні фільтри часто використовуються для забезпечення необхідних частот і властивостей ланцюгів, що містять підсилювачі, генератори та схеми живлення.

Нижче наведено різні види пасивних фільтрів.

1. Фільтр низьких частот
2. Фільтр високих частот
3. Смуговий пропускний фільтр
4. Смуговий фільтр зупинки

Різниця між активним і пасивним фільтром

Активні та пасивні фільтри — це типи електронних фільтрів, які використовуються для фільтрації певних частот із сигналів. Як активні, так і пасивні фільтри відрізняються своєю конструкцією та функціями. Є багато відмінностей між активними та пасивними фільтрами, але основна відмінність полягає в тому.

1. Активний фільтр використовує для частотної фільтрації транзистори та операційні підсилювачі. На відміну від цього, пасивні фільтри використовують для генерації сигналу опір, котушки індуктивності та конденсатори.
2. Активні фільтри залежать від зовнішнього джерела живлення, тоді як пасивні фільтри не потребують живлення; вони працюють на вхідному сигналі.

порівняння Між активним і пасивним фільтром

параметри	Активний фільтр	Пасивний фільтр
Визначення	Активний фільтр — це аналогова схема, яка реалізує електронний фільтр з активним компонентом, таким як підсилювач.	Пасивні фільтри складаються з конденсаторів, котушок індуктивності та резисторів, налаштованих на резонанс на певній частоті або в діапазоні частот.
Ефективність	Активний фільтр ефективний і передає частоти з більшою швидкістю.	Пасивний фільтр менш ефективний і передає частоти з меншою швидкістю.
складність	Активні фільтри більш складні.	Пасивні фільтри простіші і менш складні.
Чутливість	Більш чутливий.	Менш чутливий.
Коштувати	Активні фільтри дорогі або дорогі.	Пасивні фільтри є економічно ефективними та дешевшими.

посилання

1. Ельвакіль, А.С. та Maundy, BJ, 2014. Однотранзисторні активні фільтри: що можливо, а що ні. IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers, 61(9), pp.2517-2524.
2. Busarello, TDC, Pomilio, JA та Simoes, MG, 2016. Пасивний фільтр із шунтовими компенсаторами на основі консервативної теорії потужності. Транзакції IEEE щодо галузевих програм, 52(4), pp.3340-3347.

Останнє оновлення: 14 жовтня 2023 р