Aktiivne filter vs passiivne filter
Filtrid on elektrooniliste vooluahelate klass, mida kasutatakse signaalitöötluses soovitud signaalivahemiku või signaali lubamiseks või blokeerimiseks. Filtreid saab omaduste põhjal liigitada mitmel tasemel, näiteks aktiivne – passiivne, analoog – digitaalne, lineaarne – mittelineaarne, diskreetaeg – pidev aeg, ajainvariantne – ajavariant ja lõpmatu impulssreaktsioon – lõplik impulssreaktsioon.
Aktiivsed ja passiivsed filtrid eristuvad filtriahelas kasutatavate komponentide passiivsuse järgi. Kui komponent tarbib energiat või ei suuda võimsust suurendada, nimetatakse seda passiivseks komponendiks. Komponente, mis ei ole passiivsed, nimetatakse aktiivseteks komponentideks.
Lisateavet passiivfiltrite kohta
Takistid, kondensaatorid ja induktiivpoolid tarbivad voolu, kui vool neid läbib, ja ei suuda võimsust suurendada; seetõttu on iga RLC-filter passiivfilter, eriti koos induktiivpoolidega. Teine passiivfiltrite oluline omadus on see, et filtrid ei vaja tööks välist toiteallikat. Sisendtakistus on madal ja väljundtakistus kõrge, mis võimaldab koormusi juhtivaid pingeid isereguleerida.
Tavaliselt ei ole passiivsetes filtrites koormustakisti ülejäänud võrgust isoleeritud; seetõttu võib koormuse muutus mõjutada ahela ja filtreerimisprotsessi omadusi. Passiivfiltritele pole aga ribalaiuse piiranguid, mis võimaldavad rahuldavat tööd väga kõrgetel sagedustel. Madalama sagedusega filtrites kipub ahelas kasutatav induktiivpool olema suurem, muutes vooluringi mahukamaks. Kui on vaja kõrgemat kvaliteeti ja väiksemat suurust, suureneb kulu oluliselt. Passiivsed filtrid tekitavad elementide termilise müra tõttu ka pisut müra. Sellegipoolest saab õige disainiga seda müra amplituudi minimeerida.
Kuna signaali võimendus puudub, tuleb signaali võimendada hiljem. Mõnikord võib väljundahela erinevuste kompenseerimiseks vaja minna puhvervõimendeid..
Lisateavet aktiivsete filtrite kohta
Filtreid, mis sisaldavad selliseid komponente nagu operatiivvõimendid, transistorid või muud aktiivsed elemendid, nimetatakse aktiivfiltriteks. Nad kasutavad kondensaatoreid ja takisteid, kuid induktiivpooli ei kasutata. Aktiivsed filtrid vajavad töötamiseks välist toiteallikat, kuna konstruktsioonis on energiat tarbivad aktiivsed elemendid.
Kuna induktiivpooli ei kasutata, on vooluahel kompaktsem ja vähem raske. Selle sisendtakistus on kõrge ja väljundtakistus madal, võimaldades juhtida väljundis väikese takistusega koormusi. Üldiselt on koormus siseringist isoleeritud; seega ei mõjuta koormuse muutumine filtri omadusi.
Väljundsignaalil on võimsuse võimendus ning parameetreid, nagu võimenduse läbipääsuriba ja väljalülitussagedus, saab reguleerida. Aktiivsetel filtritel on mitmeid puudusi. Muutused toiteallikas võivad põhjustada muutusi väljundsignaali suuruses ja kõrgsagedusvahemikke piiravad aktiivse elemendi omadused. Samuti võivad aktiivsete komponentide reguleerimiseks kasutatavad tagasisideahelad kaasa aidata võnkumisele ja mürale.
Mis vahe on aktiivsetel ja passiivsetel filtritel?
• Passiivfiltrid tarbivad signaali energiat, kuid võimsuse suurendamine pole saadaval; samas kui aktiivsetel filtritel on võimsuse võimendus.
• Aktiivsed filtrid nõuavad välist toiteallikat, passiivsed filtrid töötavad ainult signaalisisendil.
• Ainult passiivsed filtrid kasutavad induktiivpooli.
• Ainult aktiivsed filtrid kasutavad elemente kike op-amps ja transistore, mis on aktiivsed elemendid.
• Teoreetiliselt ei ole passiivsetel filtritel sageduspiiranguid, samas kui aktiivsetel filtritel on piirangud aktiivsete elementide tõttu.
• Passiivfiltrid on parema stabiilsusega ja taluvad suuri voolusid.
• Passiivfiltrid on suhteliselt odavamad kui aktiivsed filtrid.
