Aktiivfilter vs passiivfilter
Filtrid on elektrooniliste ahelate klass, mida kasutatakse signaalitöötluses, et võimaldada või blokeerida soovitud signaalivahemik või signaal. Filtrid saab omaduste põhjal kategoriseerida paljudel tasanditel, näiteks aktiivne - passiivne, analoog - digitaalne, lineaarne - mittelineaarne, diskreetne aeg - pidev aeg, ajainvariant - aja variant ja lõpmatu impulsivastus - lõplik impulssreaktsioon.
Aktiivseid ja passiivseid filtreid eristab filtriahelas kasutatavate komponentide passiivsus. Kui komponent tarbib energiat või ei ole võimeline võimendama, on see tuntud kui passiivne komponent. Komponendid, mis pole passiivsed, on tuntud kui aktiivsed komponendid.
Lisateave passiivsete filtrite kohta
Takistid, kondensaatorid ja induktiivpoolid tarbivad voolu, kui neid läbib vool, ja võimatu võimu saamiseks; seetõttu on iga RLC-filter passiivfilter, eriti koos induktoritega. Passiivfiltrite teine peamine omadus on see, et filtrid ei vaja tööks välist toiteallikat. Sisendtakistus on madal ja väljundtakistus kõrge, mis võimaldab koormusi juhtivate pingete isereguleerimist.
Tavaliselt ei ole passiivfiltrites koormustakisti ülejäänud võrgust eraldatud; seetõttu võib koormuse muutus mõjutada vooluahela ja filtreerimisprotsessi omadusi. Kuid passiivsete filtrite ribalaiuse piiranguid pole, mis võimaldab rahuldavat tööd väga kõrgetel sagedustel. Madalama sagedusega filtrites kipub vooluringis kasutatav induktor olema suurem, muutes vooluringi mahukamaks. Kui on vaja kõrgemat kvaliteeti ja väiksemat suurust, suurenevad kulud märkimisväärselt. Passiivfiltrid tekitavad elementides sisalduva termilise müra tõttu ka vähe müra. Sellest hoolimata saab selle müra amplituudi õige kavandamise korral minimeerida.
Kuna signaali võimendust pole, tuleb signaali võimendamine läbi viia hilisemas etapis. Mõnikord võib väljundahelas esinevate erinevuste kompenseerimiseks vaja minna puhvervõimendeid..
Lisateave aktiivfiltrite kohta
Selliste komponentidega filtrid nagu operatiivvõimendid, transistorid või muud aktiivsed elemendid on tuntud kui aktiivsed filtrid. Nad kasutavad kondensaatoreid ja takisteid, kuid induktoreid ei kasutata. Aktiivfiltrid vajavad töötamiseks välist toiteallikat, kuna disainis on energiat tarbivad aktiivsed elemendid.
Kuna induktoreid ei kasutata, on vooluahel kompaktsem ja vähem raske. Selle sisendtakistus on kõrge ja väljundtakistus on madal, mis võimaldab väljundis juhtida väikeseid impedantskoormusi. Üldiselt on koormus isoleeritud sisemisest vooluringist; seega ei mõjuta koormuse muutumine filtri omadusi.
Väljundsignaalil on võimsuse võimendus ja saab reguleerida selliseid parameetreid nagu võimenduse riba ja piirsagedus. Aktiivsetele filtritele on omane mitu puudust. Toiteallika muutused võivad põhjustada muutusi väljundsignaali suuruses ja aktiivse elemendi omadused piiravad kõrgsagedusvahemikke. Samuti võivad aktiivsete komponentide reguleerimiseks kasutatavad tagasisideahelad kaasa võnkumisele ja müra tekkimisele.
Mis vahe on aktiivsetel ja passiivsetel filtritel?
• Passiivfiltrid tarbivad signaali energiat, kuid võimsuse suurendamine pole saadaval; aktiivsete filtrite võimsuse suurenemine.
• Aktiivfiltrid vajavad välist toiteallikat, passiivfiltrid töötavad aga ainult signaali sisendil.
• Induktoreid kasutavad ainult passiivfiltrid.
• Ainult aktiivsed filtrid kasutavad elemente kike op-amps ja transistore, mis on aktiivsed elemendid.
• Teoreetiliselt pole passiivsetel filtritel sageduspiiranguid, samas kui aktiivsetel filtritel on aktiivsete elementide tõttu piirangud.
• Passiivfiltrid on parema stabiilsusega ja taluvad suuri voolusid.
• Passiivfiltrid on suhteliselt odavamad kui aktiivfiltrid.
