Aktyvus filtras vs pasyvus filtras
Filtrai yra elektroninių grandinių, naudojamų signalų apdorojimui, klasė, leidžianti arba blokuoti pageidaujamą signalo diapazoną arba signalą. Filtrus galima suskirstyti į daugybę lygių pagal savybes, pavyzdžiui, aktyvus – pasyvus, analoginis – skaitmeninis, linijinis – nelinijinis, diskretiškasis laikas – nuolatinis laikas, laiko invariantas – laiko variantas ir begalinis impulsinis atsakas – baigtinis impulsinis atsakas.
Aktyvieji ir pasyvieji filtrai skiriasi pagal filtro grandinėje naudojamų komponentų pasyvumą. Jei komponentas naudoja energiją arba negali padidinti galios, jis vadinamas pasyviuoju komponentu. Komponentai, kurie nėra pasyvūs, vadinami aktyviais komponentais.
Daugiau apie pasyviuosius filtrus
Rezistoriai, kondensatoriai ir induktoriai sunaudoja energiją, kai per juos teka srovė, ir negali padidinti galios; todėl bet kuris RLC filtras yra pasyvus filtras, ypač su induktoriais. Kita svarbi pasyviųjų filtrų savybė yra ta, kad filtrams veikti nereikia išorinio maitinimo š altinio. Įvesties varža yra maža, o išėjimo varža didelė, todėl galima savarankiškai reguliuoti įtampą, kuria varoma apkrova.
Paprastai pasyviuosiuose filtruose apkrovos rezistorius nėra izoliuotas nuo likusio tinklo; todėl apkrovos pokytis gali turėti įtakos grandinės charakteristikoms ir filtravimo procesui. Tačiau pasyviųjų filtrų pralaidumo apribojimų nėra, todėl jie gali tinkamai veikti labai aukštais dažniais. Žemesnio dažnio filtruose grandinėje naudojamas induktorius paprastai būna didesnis, todėl grandinė tampa didesnė. Jei reikia aukštesnės kokybės ir mažesnio dydžio, kaina žymiai padidėja. Pasyvieji filtrai taip pat sukuria šiek tiek triukšmo dėl elementų šiluminio triukšmo. Nepaisant to, tinkamai suprojektavus šią triukšmo amplitudę galima sumažinti iki minimumo.
Kadangi nėra signalo stiprinimo, signalo stiprinimas turi būti atliktas vėliau. Kartais gali prireikti buferinių stiprintuvų, kad kompensuotų išvesties grandinės skirtumus..
Daugiau apie aktyvius filtrus
Filtrai su tokiais komponentais kaip operaciniai stiprintuvai, tranzistoriai ar kiti aktyvūs elementai yra žinomi kaip aktyvieji filtrai. Jie naudoja kondensatorius ir rezistorius, bet induktoriai nenaudojami. Norint, kad aktyvūs filtrai veiktų, reikalingas išorinis maitinimo š altinis, nes konstrukcijoje yra energiją vartojančių aktyvių elementų.
Kadangi nenaudojami jokie induktoriai, grandinė yra kompaktiškesnė ir ne tokia sunki. Jo įvesties varža yra didelė, o išėjimo varža yra maža, todėl išėjime galima valdyti mažos varžos apkrovas. Paprastai apkrova yra izoliuota nuo vidinės grandinės; todėl apkrovos kitimas neturi įtakos filtro savybėms.
Išvesties signalas turi galios padidėjimą, o parametrus, tokius kaip stiprinimo pralaidumo juosta ir ribinis dažnis, galima reguliuoti. Aktyviesiems filtrams būdingi keli trūkumai. Dėl maitinimo š altinio pasikeitimų gali pasikeisti išėjimo signalo dydis, o aukšto dažnio diapazonus riboja aktyvaus elemento savybės. Be to, grįžtamojo ryšio kilpos, naudojamos aktyviems komponentams reguliuoti, gali prisidėti prie virpesių ir triukšmo.
Kuo skiriasi aktyvieji ir pasyvieji filtrai?
• Pasyvieji filtrai sunaudoja signalo energiją, bet nėra galios padidėjimo; o aktyvūs filtrai turi galios padidėjimą.
• Aktyviems filtrams reikalingas išorinis maitinimo š altinis, o pasyvieji filtrai veikia tik per signalo įvestį.
• Induktoriai naudoja tik pasyviuosius filtrus.
• Tik aktyvūs filtrai naudoja elementus „kike op-amps“ir tranzistorius, kurie yra aktyvūs elementai.
• Teoriškai pasyvieji filtrai neturi dažnio apribojimų, o aktyvūs filtrai turi apribojimų dėl aktyvių elementų.
• Pasyvieji filtrai pasižymi geresniu stabilumu ir gali atlaikyti dideles sroves.
• Pasyvieji filtrai yra santykinai pigesni nei aktyvieji.
