Filtre actiu vs filtre passiu
Els filtres són una classe de circuits electrònics utilitzats en el processament del senyal, per permetre o bloquejar un rang de senyal o un senyal desitjat. Els filtres es poden classificar a molts nivells en funció de les propietats, com ara actiu - passiu, analògic - digital, lineal - no lineal, temps discret - temps continu, invariant en el temps - variant de temps i resposta a impuls infinita - resposta a impuls finita.
Els filtres actius i passius es diferencien per la passivitat dels components utilitzats en el circuit del filtre. Si un component consumeix energia o no és capaç de guanyar potència, es coneix com a component passiu. Els components que no són passius es coneixen com a components actius.
Més sobre els filtres passius
Les resistències, els condensadors i els inductors consumeixen energia quan un corrent els travessa i són incapaços de guanyar potència; per tant, qualsevol filtre RLC és un filtre passiu, especialment amb els inductors inclosos. Una altra característica important dels filtres passius és que els filtres no necessiten una font d'alimentació externa per funcionar. La impedància d'entrada és baixa i la de sortida alta, permetent l'autoregulació de les tensions que condueixen les càrregues.
Normalment, en els filtres passius, la resistència de càrrega no està aïllada de la resta de la xarxa; per tant, el canvi en la càrrega pot afectar les característiques del circuit i el procés de filtrat. Tanmateix, no hi ha restriccions d'amplada de banda per als filtres passius, cosa que permet un funcionament satisfactori a freqüències molt altes. En els filtres de freqüència més baixa, l'inductor utilitzat en el circuit tendeix a ser més gran, fent que el circuit sigui més voluminós. Si es requereix una major qualitat i una mida més petita, el cost augmenta significativament. Els filtres passius també generen una petita quantitat de soroll, a causa del soroll tèrmic dels elements. No obstant això, amb un disseny adequat, aquesta amplitud del soroll es pot minimitzar.
Com que no hi ha guany de senyal, l'amplificació del senyal s'ha de realitzar en una fase posterior. De vegades, poden ser necessaris amplificadors de memòria intermèdia per compensar les diferències en el circuit de sortida..
Més sobre els filtres actius
Els filtres amb components com ara amplificadors operacionals, transistors o altres elements actius es coneixen com a filtres actius. Utilitzen condensadors i resistències, però no s'utilitzen inductors. Els filtres actius requereixen una font d'alimentació externa per funcionar a causa dels elements actius que consumeixen energia del disseny.
Com que no s'utilitzen inductors, el circuit és més compacte i menys pesat. La seva impedància d'entrada és alta i la impedància de sortida és baixa, la qual cosa permet conduir càrregues de baixa impedància a la sortida. Generalment, la càrrega està aïllada del circuit intern; per tant, la variació de la càrrega no afecta les característiques del filtre.
El senyal de sortida té un guany de potència i es poden ajustar paràmetres com la banda de pas de guany i la freqüència de tall. Hi ha diversos inconvenients inherents als filtres actius. Els canvis en la font d'alimentació poden provocar canvis en la magnitud del senyal de sortida i els rangs d' alta freqüència estan limitats per les propietats de l'element actiu. A més, els bucles de retroalimentació utilitzats per regular els components actius poden contribuir a l'oscil·lació i al soroll.
Quina diferència hi ha entre els filtres actius i passius?
• Els filtres passius consumeixen l'energia del senyal, però no hi ha cap guany de potència disponible; mentre que els filtres actius tenen un guany de potència.
• Els filtres actius requereixen una font d'alimentació externa, mentre que els filtres passius només funcionen a l'entrada de senyal.
• Només els filtres passius utilitzen inductors.
• Només els filtres actius utilitzen elements kike amplificadors operacionals i transistors, que són elements actius.
• Teòricament, els filtres passius no tenen limitacions de freqüència, mentre que els filtres actius tenen limitacions a causa dels elements actius.
• Els filtres passius tenen una millor estabilitat i poden suportar grans corrents.
• Els filtres passius són relativament més barats que els filtres actius.
