Aktív szűrő vs passzív szűrő
A szűrők a jelfeldolgozásban használt elektronikus áramkörök egy osztálya, amelyek lehetővé teszik vagy blokkolják a kívánt jeltartományt vagy jelet. A szűrőket a tulajdonságok alapján sokféle szinten lehet kategorizálni, mint például aktív – passzív, analóg – digitális, lineáris – nemlineáris, diszkrét idő – folyamatos idő, időinvariáns – időváltozat és végtelen impulzusválasz – véges impulzusválasz.
Az aktív és passzív szűrőket a szűrőáramkörben használt komponensek passzivitása különbözteti meg. Ha egy komponens energiát fogyaszt, vagy nem képes teljesítménynövelésre, akkor passzív komponensnek nevezik. A nem passzív összetevőket aktív komponenseknek nevezzük.
További információ a passzív szűrőkről
Az ellenállások, a kondenzátorok és az induktorok mind áramot fogyasztanak, amikor áram folyik rajtuk, és nem képesek teljesítménynövelésre; ezért minden RLC szűrő passzív szűrő, különösen az induktorokkal együtt. A passzív szűrők másik fontos jellemzője, hogy a szűrők működéséhez nincs szükség külső áramforrásra. A bemeneti impedancia alacsony, a kimeneti impedancia pedig magas, lehetővé téve a terheléseket meghajtó feszültségek önszabályozását.
A passzív szűrőkben a terhelési ellenállás általában nincs leválasztva a hálózat többi részétől; ezért a terhelés változása befolyásolhatja az áramkör és a szűrési folyamat jellemzőit. A passzív szűrők számára azonban nincs sávszélesség-korlátozás, ami lehetővé teszi a kielégítő működést nagyon magas frekvenciákon. Az alacsonyabb frekvenciájú szűrőkben az áramkörben használt induktor általában nagyobb, így az áramkör terjedelmesebb. Ha jobb minőségre és kisebb méretre van szükség, a költségek jelentősen megnőnek. A passzív szűrők egy kis zajt is keltenek, az elemek hőzaj miatt. Mindazonáltal megfelelő tervezéssel ez a zaj amplitúdója minimálisra csökkenthető.
Mivel nincs jelerősítés, a jelerősítést egy későbbi szakaszban kell végrehajtani. Néha puffererősítőkre lehet szükség a kimeneti áramkör különbségeinek kompenzálására..
További információ az aktív szűrőkről
A műveleti erősítőket, tranzisztorokat vagy más aktív elemeket tartalmazó szűrőket aktív szűrőknek nevezzük. Kondenzátorokat és ellenállásokat használnak, de induktorokat nem. Az aktív szűrők működéséhez külső áramforrásra van szükség, mivel a tervezésben lévő aktív elemek áramot fogyasztanak.
Mivel nem használnak induktort, az áramkör kompaktabb és kevésbé nehéz. A bemeneti impedanciája magas, a kimeneti impedanciája pedig alacsony, lehetővé téve alacsony impedanciájú terhelések meghajtását a kimeneten. Általában a terhelés le van választva a belső áramkörről; így a terhelés változása nem befolyásolja a szűrő jellemzőit.
A kimeneti jel teljesítményerősítéssel rendelkezik, és az olyan paraméterek, mint az erősítési sáv és a vágási frekvencia, beállíthatók. Az aktív szűrőknek számos hátránya van. A tápellátás változásai a kimeneti jel nagyságrendjének változását okozhatják, és a magas frekvencia tartományokat az aktív elem tulajdonságai korlátozzák. Ezenkívül az aktív komponensek szabályozására használt visszacsatoló hurkok hozzájárulhatnak az oszcillációhoz és a zajhoz.
Mi a különbség az aktív és passzív szűrők között?
• A passzív szűrők fogyasztják a jel energiáját, de nincs teljesítménynövelés; míg az aktív szűrők teljesítményerősítéssel rendelkeznek.
• Az aktív szűrők külső tápegységet igényelnek, míg a passzív szűrők csak a jelbemeneten működnek.
• Csak passzív szűrők használnak induktort.
• Csak az aktív szűrők használnak kike op-erősítőket és tranzisztorokat, amelyek aktív elemek.
• Elméletileg a passzív szűrőknek nincs frekvenciakorlátozása, míg az aktív szűrőknek az aktív elemek miatt vannak korlátozások.
• A passzív szűrők jobb stabilitásúak, és ellenállnak a nagy áramoknak.
• A passzív szűrők viszonylag olcsóbbak, mint az aktív szűrők.
