Aktiivinen suodatin vs. passiivinen suodatin
Suodattimet ovat elektronisten piirien luokka, jota käytetään signaalinkäsittelyssä halutun signaalialueen tai signaalin sallimiseksi tai estämiseksi. Suodattimet voidaan luokitella monilla tasoilla ominaisuuksien perusteella, kuten aktiivinen - passiivinen, analoginen - digitaalinen, lineaarinen - epälineaarinen, diskreetti aika - jatkuva aika, aikainvariantti - aikamuutos ja ääretön impulssivaste - äärellinen impulssivaste.
Aktiiviset ja passiiviset suodattimet eroavat suodatinpiirissä käytettyjen komponenttien passiivisuudesta. Jos komponentti kuluttaa tehoa tai ei kykene saamaan tehoa, se tunnetaan passiivisena komponenttina. Komponentit, jotka eivät ole passiivisia, tunnetaan aktiivisina komponentteina.
Lisätietoja passiivisuodattimista
Vastukset, kondensaattorit ja induktorit kuluttavat kaikki virtaa, kun virta kulkee niiden läpi, eivätkä kykene saamaan virtaa. siksi mikä tahansa RLC-suodatin on passiivinen suodatin, erityisesti mukana olevien induktorien mukana. Toinen passiivisten suodattimien pääominaisuus on, että suodattimet eivät tarvitse ulkoista virtalähdettä toimiakseen. Tuloimpedanssi on pieni ja lähtöimpedanssi on korkea, mikä sallii kuormia ohjaavien jännitteiden itsesäätelyn.
Yleensä passiivisissa suodattimissa kuormitusvastus ei ole eristetty muusta verkosta; siksi kuormituksen muutos voi vaikuttaa piirin ja suodatusprosessin ominaisuuksiin. Passiivisuodattimille ei kuitenkaan ole kaistanleveysrajoituksia, mikä mahdollistaa tyydyttävän toiminnan erittäin korkeilla taajuuksilla. Alemman taajuuden suodattimissa piirissä käytetty induktori on yleensä suurempi, mikä tekee piiristä suuremman. Jos tarvitaan korkeampaa laatua ja pienempää kokoa, kustannukset nousevat merkittävästi. Passiiviset suodattimet aiheuttavat myös vähän melua elementtien lämpöäänen vuoksi. Asianmukaisella suunnittelulla tämä melun amplitudi voidaan kuitenkin minimoida.
Koska signaalivahvistusta ei ole, signaalin vahvistaminen on suoritettava myöhemmässä vaiheessa. Joskus puskurivahvistimia voidaan tarvita kompensoimaan lähtöpiirin erot..
Lisätietoja aktiivisuodattimista
Suodattimet, joissa on komponentteja, kuten operatiiviset vahvistimet, transistorit tai muut aktiiviset elementit, tunnetaan aktiivisina suodattimina. He käyttävät kondensaattoreita ja vastuksia, mutta induktoreita ei käytetä. Aktiiviset suodattimet vaativat ulkoisen virtalähteen toimiakseen suunnittelussa käytettyjen virtaa kuluttavien aktiivisten elementtien vuoksi.
Koska induktoreita ei käytetä, piiri on pienempi ja vähemmän raskas. Sen tuloimpedanssi on korkea ja lähtöimpedanssi pieni, mikä antaa mahdollisuuden ajaa pieniä impedanssikuormituksia lähdössä. Yleensä kuorma eristetään sisäisestä piiristä; siten kuormituksen vaihtelu ei vaikuta suodattimen ominaisuuksiin.
Lähtösignaalilla on tehon vahvistus, ja parametreja, kuten vahvistuksen siirtokaistaa ja rajataajuutta, voidaan säätää. Aktiivisille suodattimille on ominaista useita haittoja. Virtalähteen muutokset voivat aiheuttaa muutoksia lähtösignaalin suuruuteen ja aktiivisten elementtien ominaisuudet rajoittavat korkeita taajuusalueita. Aktiivisten komponenttien säätämiseen käytetyt takaisinkytkentäsilmukat voivat myös vaikuttaa värähtelyyn ja kohinaan.
Mitä eroa on aktiivisilla ja passiivisilla suodattimilla?
• Passiiviset suodattimet kuluttavat signaalin energiaa, mutta tehonvahvistusta ei ole käytettävissä; aktiivisilla suodattimilla on tehovahvistus.
• Aktiiviset suodattimet vaativat ulkoisen virtalähteen, kun taas passiiviset suodattimet toimivat vain signaalitulolla.
• Vain passiivisuodattimet käyttävät induktoreita.
• Vain aktiiviset suodattimet käyttävät aktiivisia elementtejä, kuten kike op-vahvistimia ja transistoreita.
• Teoriassa passiivisuodattimilla ei ole taajuusrajoituksia, kun taas aktiivisilla suodattimilla on rajoituksia aktiivisten elementtien vuoksi.
• Passiivisilla suodattimilla on parempi vakaus ja ne kestävät suuria virtoja.
• Passiiviset suodattimet ovat suhteellisen halvempia kuin aktiiviset suodattimet.
