Actief filter versus passief filter
Filters zijn een klasse van elektronische schakelingen die worden gebruikt bij signaalverwerking om een gewenst signaalbereik of een signaal toe te staan of te blokkeren. Filters kunnen op vele niveaus worden gecategoriseerd op basis van de eigenschappen, zoals actief - passief, analoog - digitaal, lineair - niet-lineair, discrete tijd - continue tijd, tijdinvariant - tijdsvariant en oneindige impulsresponsie - eindige impulsresponsie.
Actieve en passieve filters onderscheiden zich door de passiviteit van de componenten die in het filtercircuit worden gebruikt. Als een onderdeel stroom verbruikt of niet in staat is tot vermogenswinst, staat het bekend als een passieve component. Componenten die niet passief zijn, worden actieve componenten genoemd.
Meer over passieve filters
Weerstanden, condensatoren en inductoren verbruiken allemaal stroom als er stroom doorheen gaat, en zijn niet in staat tot vermogenswinst; daarom is elk RLC-filter een passief filter, vooral met de meegeleverde inductoren. Een ander belangrijk kenmerk van de passieve filters is dat de filters geen externe voedingsbron nodig hebben om te werken. De ingangsimpedantie is laag en de uitgangsimpedantie is hoog, waardoor zelfregulering van de spanningen die de belastingen aandrijven mogelijk is.
Gewoonlijk is bij passieve filters de belastingsweerstand niet geïsoleerd van de rest van het netwerk; daarom kan verandering in de belasting de karakteristieken van het circuit en het filterproces beïnvloeden. Er zijn echter geen bandbreedtebeperkingen voor de passieve filters, waardoor een bevredigende werking bij zeer hoge frequenties mogelijk is. In filters met een lagere frequentie is de inductor die in het circuit wordt gebruikt, meestal groter, waardoor het circuit omvangrijker wordt. Als hogere kwaliteit en kleinere afmetingen vereist zijn, worden de kosten aanzienlijk verhoogd. Passieve filters maken ook een beetje ruis door de thermische ruis in de elementen. Desalniettemin kan deze ruisamplitude met een juist ontwerp worden geminimaliseerd.
Aangezien er geen signaalversterking is, moet de signaalversterking in een later stadium worden uitgevoerd. Soms zijn bufferversterkers nodig om de verschillen in het uitgangscircuit te compenseren..
Meer over actieve filters
Filters met componenten zoals operationele versterkers, transistors of andere actieve elementen worden actieve filters genoemd. Ze gebruiken condensatoren en weerstanden, maar inductoren worden niet gebruikt. Actieve filters hebben een externe voedingsbron nodig om te werken vanwege de stroomverbruikende actieve elementen in het ontwerp.
Omdat er geen inductoren worden gebruikt, is het circuit compacter en minder zwaar. De ingangsimpedantie is hoog en de uitgangsimpedantie laag, waardoor belastingen met lage impedantie aan de uitgang kunnen worden aangestuurd. Over het algemeen is de belasting geïsoleerd van het interne circuit; vandaar dat variatie van de belasting geen invloed heeft op de eigenschappen van het filter.
Het uitgangssignaal heeft een vermogensversterking en de parameters zoals versterkingsdoorlaatband en afsnijfrequentie kunnen worden aangepast. Aan de actieve filters zijn verschillende nadelen verbonden. De veranderingen in de voeding kunnen veranderingen in de grootte van het uitgangssignaal veroorzaken en de hoge frequentiebereiken worden beperkt door de eigenschappen van het actieve element. Ook kunnen terugkoppellussen die worden gebruikt voor het regelen van de actieve componenten bijdragen aan oscillatie en ruis.
Wat is het verschil tussen actieve en passieve filters?
• Passieve filters verbruiken de energie van het signaal, maar er is geen vermogensversterking beschikbaar; terwijl actieve filters een vermogenswinst hebben.
• Actieve filters hebben een externe voeding nodig, passieve filters werken alleen op de signaalingang.
• Alleen passieve filters gebruiken inductoren.
• Alleen actieve filters gebruiken elementen zoals op-amps en transistors, dit zijn actieve elementen.
• Theoretisch hebben passieve filters geen frequentiebeperkingen, terwijl actieve filters beperkingen hebben vanwege actieve elementen.
• Passieve filters hebben een betere stabiliteit en zijn bestand tegen grote stromen.
• Passieve filters zijn relatief goedkoper dan actieve filters.
