Aktyvus filtras ir pasyvus filtras
Filtrai yra elektroninių grandinių klasė, naudojama apdorojant signalą, leidžianti arba blokuojanti norimą signalo diapazoną ar signalą. Filtrai gali būti skirstomi į daugelį lygių, atsižvelgiant į savybes, pavyzdžiui, aktyvus - pasyvus, analogas - skaitmeninis, linijinis - netiesinis, diskretus laikas - nepertraukiamas laikas, laiko invariantas - laiko variantas ir begalinis impulsinis atsakas - baigtinis impulsinis atsakas.
Aktyvūs ir pasyvūs filtrai diferencijuojami pagal filtro grandinėje naudojamų komponentų pasyvumą. Jei komponentas sunaudoja energiją arba negali gauti energijos, jis žinomas kaip pasyvus komponentas. Komponentai, kurie nėra pasyvūs, yra žinomi kaip aktyvūs komponentai.
Daugiau apie pasyviuosius filtrus
Visi rezistoriai, kondensatoriai ir induktoriai sunaudoja energiją, kai praeina srovė, ir negali gauti energijos; todėl bet kuris RLC filtras yra pasyvus filtras, ypač su induktoriais. Kita pagrindinė pasyviųjų filtrų ypatybė yra ta, kad filtrams veikti nereikia išorinio maitinimo šaltinio. Įėjimo varža yra maža, o išėjimo varža - didelė, leidžianti savaime reguliuoti apkrovas lemiančią įtampą.
Paprastai pasyviuose filtruose apkrovos rezistorius nėra izoliuotas nuo likusio tinklo; todėl apkrovos pokytis gali turėti įtakos grandinės ir filtravimo proceso charakteristikoms. Tačiau pasyviems filtrams nėra pralaidumo apribojimų, kurie leidžia patenkinamai veikti labai aukštais dažniais. Žemesnio dažnio filtruose grandinėje naudojamas induktorius paprastai būna didesnis, todėl grandinė tampa didesnė. Jei reikalinga aukštesnė kokybė ir mažesnis dydis, išlaidos žymiai padidėja. Pasyvieji filtrai taip pat sukuria šiek tiek triukšmo dėl elementų šiluminio triukšmo. Nepaisant to, tinkamai suprojektuojant, ši triukšmo amplitudė gali būti sumažinta iki minimumo.
Kadangi signalo stiprinimo nėra, signalo stiprinimas turi būti atliekamas vėliau. Kartais norint kompensuoti išėjimo grandinės skirtumus, gali prireikti buferinių stiprintuvų..
Daugiau apie aktyviuosius filtrus
Filtrai su tokiais komponentais kaip operaciniai stiprintuvai, tranzistoriai ar kiti aktyvūs elementai yra žinomi kaip aktyvūs filtrai. Jie naudoja kondensatorius ir rezistorius, tačiau induktoriai nenaudojami. Aktyviems filtrams veikti reikalingas išorinis maitinimo šaltinis, nes energiją vartojantys aktyvūs elementai yra projektuojami.
Kadangi nenaudojami induktoriai, grandinė yra kompaktiškesnė ir mažiau sunki. Jo įėjimo varža yra didelė, o išėjimo varža yra maža, leidžianti išvesties metu valdyti mažas impedansines apkrovas. Paprastai apkrova yra izoliuota nuo vidinės grandinės; taigi apkrovos kitimas neturi įtakos filtro charakteristikoms.
Išvesties signalas turi galios padidėjimą, o tokius parametrus kaip prieaugio perdavimo juostą ir ribinį dažnį galima reguliuoti. Aktyviems filtrams būdingi keli trūkumai. Dėl maitinimo šaltinio pokyčių 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 svyravimų ir triukšmo.
Kuo skiriasi aktyvūs ir pasyvūs filtrai?
• Pasyvūs filtrai sunaudoja signalo energiją, tačiau nėra galios padidėjimo; o aktyvieji filtrai turi galios padidėjimą.
• Aktyviems filtrams reikalingas išorinis maitinimo šaltinis, o pasyviesiems - tik signalo įvestis.
• Induktyvumą naudoja tik pasyvūs filtrai.
• Tik aktyviuose filtruose naudojami elementai „kike op-amper“ir tranzistoriai, kurie yra aktyvūs elementai.
• Teoriškai pasyvieji filtrai neturi dažnio apribojimų, o aktyvieji filtrai turi apribojimų dėl aktyvių elementų.
• Pasyvieji filtrai turi geresnį stabilumą ir atlaiko dideles sroves.
• Pasyvūs filtrai yra palyginti pigesni nei aktyvūs filtrai.
