Active vs Passive Filter: Sự khác biệt và so sánh

Các nội dung chính

1. Bộ lọc tích cực sử dụng các thành phần tích cực như bộ khuếch đại hoạt động để định hình đáp ứng tần số, trong khi bộ lọc thụ động chỉ sử dụng các thành phần thụ động như điện trở, tụ điện và cuộn cảm.
2. Các bộ lọc tích cực có thể cung cấp mức tăng và cải thiện tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm, trong khi các bộ lọc thụ động chỉ có thể làm giảm tín hiệu.
3. Bộ lọc chủ động yêu cầu nguồn điện bên ngoài để hoạt động, trong khi bộ lọc thụ động không cần nguồn điện bổ sung.

Bộ lọc Hoạt động là gì?

Bộ lọc hoạt động là một mạch tương tự thực hiện bộ lọc điện tử với một thành phần hoạt động như bộ khuếch đại. Việc thêm bộ khuếch đại vào thiết kế bộ lọc có thể cải thiện chi phí, hiệu suất và khả năng dự đoán của nó. Trong một bộ lọc tích cực, một bộ khuếch đại ngăn không cho trở kháng tải của giai đoạn tiếp theo ảnh hưởng đến các đặc tính của bộ lọc.

Với bộ lọc tích cực, các cực và số XNUMX phức tạp đạt được mà không cần sử dụng cuộn cảm cồng kềnh hoặc đắt tiền. Trong các mạch lọc tích cực, một tham số có thể được điều chỉnh mà không ảnh hưởng đến các tham số khác, bao gồm cả dạng phản hồi và Q (hệ số chất lượng).

Bộ lọc tích cực là bộ lọc điện tử bao gồm bộ khuếch đại hoạt động và bộ lọc thụ động có chứa các phần tử như điện trở và tụ điện. Có một số hạn chế khi sử dụng bộ lọc hoạt động. Không có sự xem xét nào đối với băng thông hữu hạn của bộ khuếch đại trong các phương trình thiết kế bộ lọc cơ bản.

Do băng thông hạn chế của chúng, các thiết bị hoạt động không thực tế ở tần số cao. Ngoài việc tiêu thụ điện năng, bộ khuếch đại còn tạo ra tiếng ồn. Khi không có đường DC cho dòng điện phân cực đến các phần tử bộ khuếch đại, một số cấu trúc liên kết mạch nhất định có thể không thực tế. Các tầng khuếch đại giới hạn khả năng xử lý công suất.

Các bộ lọc hoạt động có nhiều loại khác nhau dựa trên các dải tần mà chúng cho phép hoặc từ chối.

• Bộ lọc thông thấp hoạt động
• Bộ lọc thông cao hoạt động
• Bộ lọc băng thông hoạt động
• Bộ lọc Dừng Băng tần Hoạt động

Bộ lọc thụ động là gì?

Bộ lọc thụ động bao gồm các tụ điện, cuộn cảm và điện trở được điều chỉnh để cộng hưởng ở một tần số cụ thể hoặc một dải tần số. Bộ lọc thụ động được sử dụng trong các hệ thống điện để giảm biến dạng điện áp và dòng điện hài xuất hiện trong các khu vực nhạy cảm của hệ thống.

Bộ lọc thụ động hoạt động bằng cách hiển thị các giá trị trở kháng khác nhau ở tần số cộng hưởng. Tần số sóng hài bị chặn có trở kháng cao khi bộ lọc được mắc nối tiếp.

Mặc dù việc kết nối các bộ lọc trong cấu hình nối tiếp là một tùy chọn, nhưng hình thức phổ biến hơn là kết nối song song. Cấu hình shunt như vậy cung cấp công suất phản kháng có thể cải thiện hệ số công suất đồng thời chuyển dòng điện hài xuống đất.

Do đó, điện dung ở tần số cơ bản là đặc tính dự định của các bộ lọc shunt thụ động. Bộ lọc thụ động thường được sử dụng để cung cấp tần số và đặc tính cần thiết cho các mạch chứa bộ khuếch đại, bộ tạo dao động và mạch cấp nguồn.

Có nhiều loại bộ lọc thụ động khác nhau được đưa ra dưới đây.

1. Bộ lọc thông thấp
2. Bộ lọc thông cao
3. Bộ lọc băng thông
4. Bộ lọc Dừng băng tần

Sự khác biệt giữa Bộ lọc Hoạt động và Bị động

Bộ lọc hoạt động và thụ động là các loại bộ lọc điện tử được sử dụng để lọc các tần số cụ thể khỏi tín hiệu. Cả bộ lọc tích cực và thụ động đều khác nhau về thiết kế và chức năng của chúng. Có nhiều điểm khác biệt giữa bộ lọc chủ động và bị động, nhưng điểm khác biệt chính là.

1. Bộ lọc tích cực sử dụng bóng bán dẫn và bộ khuếch đại hoạt động để lọc tần số. Ngược lại, bộ lọc thụ động sử dụng điện trở, cuộn cảm và tụ điện để tạo tín hiệu.
2. Bộ lọc chủ động phụ thuộc vào nguồn điện bên ngoài, trong khi bộ lọc thụ động không yêu cầu bất kỳ nguồn điện nào; chúng hoạt động trên đầu vào tín hiệu.

sự so sánh Giữa bộ lọc hoạt động và thụ động

Thông số	Bộ lọc hoạt động	Bộ lọc thụ động
Định nghĩa	Bộ lọc hoạt động là một mạch tương tự thực hiện bộ lọc điện tử với một thành phần hoạt động như bộ khuếch đại.	Bộ lọc thụ động bao gồm các tụ điện, cuộn cảm và điện trở được điều chỉnh để cộng hưởng ở một tần số cụ thể hoặc một dải tần số.
Hiệu quả	Bộ lọc hoạt động hiệu quả và truyền tần số với tốc độ sắc nét hơn.	Bộ lọc thụ động kém hiệu quả hơn và truyền tần số với tốc độ chậm hơn.
phức tạp	Bộ lọc hoạt động phức tạp hơn.	Bộ lọc thụ động đơn giản và ít phức tạp hơn.
Độ nhạy	Nhạy cảm hơn.	Ít nhạy cảm hơn.
Phí Tổn	Bộ lọc hoạt động có chi phí cao hoặc đắt tiền.	Bộ lọc thụ động tiết kiệm chi phí và ít tốn kém hơn.

dự án

1. Elwakil, AS và Maundy, BJ, 2014. Bộ lọc hoạt động bóng bán dẫn đơn: Điều gì có thể và điều gì không. Giao dịch IEEE trên Mạch và Hệ thống I: Bài báo Thông thường, 61(9), trang.2517-2524.
2. Busarello, TDC, Pomilio, JA và Simoes, MG, 2016. Bộ lọc thụ động được hỗ trợ bởi bộ bù shunt dựa trên lý thuyết công suất bảo toàn. Giao dịch IEEE trên các ứng dụng công nghiệp, 52(4), trang.3340-3347.