Actief filter versus passief filter
Filters zijn een klasse van elektronische circuits die worden gebruikt bij signaalverwerking, om een gewenst signaalbereik of een signaal toe te staan of te blokkeren. Filters kunnen op vele niveaus worden gecategoriseerd op basis van de eigenschappen, zoals actief - passief, analoog - digitaal, lineair - niet-lineair, discrete tijd - continue tijd, tijdinvariant - tijdvariant en oneindige impulsrespons - eindige impulsrespons.
Actieve en passieve filters worden onderscheiden door de passiviteit van de componenten die in het filtercircuit worden gebruikt. Als een onderdeel stroom verbruikt of niet in staat is tot vermogenswinst, staat het bekend als een passief onderdeel. Componenten die niet passief zijn, worden actieve componenten genoemd.
Meer over passieve filters
Weerstanden, condensatoren en inductoren verbruiken allemaal stroom wanneer er stroom doorheen gaat, en zijn niet in staat tot vermogenswinst; daarom is elk RLC-filter een passief filter, vooral met de meegeleverde inductoren. Een ander belangrijk kenmerk van de passieve filters is dat de filters geen externe voedingsbron nodig hebben voor gebruik. De ingangsimpedantie is laag en de uitgangsimpedantie is hoog, waardoor zelfregulering mogelijk is van de spanningen die de belastingen aandrijven.
Meestal is in passieve filters de belastingsweerstand niet geïsoleerd van de rest van het netwerk; daarom kan een verandering in de belasting de kenmerken van het circuit en het filterproces beïnvloeden. Er zijn echter geen bandbreedtebeperkingen voor de passieve filters, waardoor een bevredigende werking bij zeer hoge frequenties mogelijk is. In filters met een lagere frequentie is de inductor die in het circuit wordt gebruikt meestal groter, waardoor het circuit omvangrijker wordt. Als een hogere kwaliteit en een kleiner formaat vereist zijn, worden de kosten aanzienlijk verhoogd. Passieve filters creëren ook een kleine hoeveelheid ruis, vanwege de thermische ruis in de elementen. Desalniettemin kan deze ruisamplitude met een goed ontwerp worden geminimaliseerd.
Omdat er geen signaalversterking is, moet de signaalversterking in een later stadium worden uitgevoerd. Soms zijn bufferversterkers nodig om de verschillen in het uitgangscircuit te compenseren..
Meer over actieve filters
Filters met componenten zoals operationele versterkers, transistors of andere actieve elementen staan bekend als actieve filters. Ze gebruiken condensatoren en weerstanden, maar inductoren worden niet gebruikt. Actieve filters vereisen een externe stroombron om te werken vanwege de stroomverbruikende actieve elementen in het ontwerp.
Omdat er geen inductoren worden gebruikt, is de schakeling compacter en minder zwaar. De ingangsimpedantie is hoog en de uitgangsimpedantie is laag, waardoor belastingen met een lage impedantie aan de uitgang kunnen worden aangestuurd. Over het algemeen is de belasting geïsoleerd van het interne circuit; daarom heeft variatie van de belasting geen invloed op de kenmerken van het filter.
Het uitgangssignaal heeft een vermogensversterking en de parameters zoals de versterkingsdoorlaatband en de afsnijfrequentie kunnen worden aangepast. Aan de actieve filters kleven verschillende nadelen. De veranderingen in de voeding kunnen veranderingen in de grootte van het uitgangssignaal veroorzaken en de hoge frequentiebereiken worden beperkt door de eigenschappen van het actieve element. Ook kunnen feedbacklussen die worden gebruikt voor het regelen van de actieve componenten bijdragen aan oscillatie en ruis.
Wat is het verschil tussen actieve en passieve filters?
• Passieve filters verbruiken de energie van het signaal, maar er is geen vermogenswinst beschikbaar; terwijl actieve filters een vermogensversterking hebben.
• Actieve filters hebben een externe voeding nodig, terwijl passieve filters alleen op de signaalingang werken.
• Alleen passieve filters gebruiken inductoren.
• Alleen actieve filters gebruiken elementen, zoals op-amps en transistors, die actieve elementen zijn.
• Theoretisch hebben passieve filters geen frequentiebeperkingen, terwijl actieve filters beperkingen hebben vanwege actieve elementen.
• Passieve filters hebben een betere stabiliteit en zijn bestand tegen grote stromen.
• Passieve filters zijn relatief goedkoper dan actieve filters.
