Aktiver Filter vs. Passiver Filter
Filter sind eine Klasse von elektronischen Sch altungen, die in der Signalverarbeitung verwendet werden, um einen gewünschten Signalbereich oder ein Signal zuzulassen oder zu blockieren. Filter können basierend auf den Eigenschaften auf vielen Ebenen kategorisiert werden, z. B. aktiv – passiv, analog – digital, linear – nicht linear, diskrete Zeit – kontinuierliche Zeit, zeitinvariant – zeitvariant und unendliche Impulsantwort – endliche Impulsantwort.
Aktive und passive Filter werden durch die Passivität der in der Filtersch altung verwendeten Komponenten unterschieden. Wenn eine Komponente Strom verbraucht oder nicht in der Lage ist, Strom zu gewinnen, wird sie als passive Komponente bezeichnet. Komponenten, die nicht passiv sind, werden als aktive Komponenten bezeichnet.
Mehr über passive Filter
Widerstände, Kondensatoren und Induktivitäten verbrauchen alle Strom, wenn ein Strom durch sie fließt, und können keine Energie gewinnen; Daher ist jeder RLC-Filter ein passiver Filter, insbesondere mit den enth altenen Induktivitäten. Ein weiteres wichtiges Merkmal der passiven Filter ist, dass die Filter zum Betrieb keine externe Stromquelle benötigen. Die Eingangsimpedanz ist niedrig und die Ausgangsimpedanz hoch, was eine Selbstregulierung der Spannungen ermöglicht, die die Lasten treiben.
In passiven Filtern ist der Lastwiderstand normalerweise nicht vom Rest des Netzwerks isoliert; Daher kann eine Änderung der Last die Eigenschaften der Sch altung und des Filterprozesses beeinflussen. Es gibt jedoch keine Bandbreitenbeschränkungen für die passiven Filter, was einen zufriedenstellenden Betrieb bei sehr hohen Frequenzen ermöglicht. Bei Filtern mit niedrigeren Frequenzen ist der in der Sch altung verwendete Induktor tendenziell größer, wodurch die Sch altung voluminöser wird. Wenn eine höhere Qualität und eine kleinere Größe erforderlich sind, steigen die Kosten erheblich. Passive Filter erzeugen aufgrund des thermischen Rauschens in den Elementen auch ein wenig Rauschen. Dennoch kann diese Rauschamplitude durch geeignetes Design minimiert werden.
Da keine Signalverstärkung vorhanden ist, muss die Signalverstärkung zu einem späteren Zeitpunkt durchgeführt werden. Manchmal sind Pufferverstärker erforderlich, um die Unterschiede im Ausgangskreis zu kompensieren..
Mehr über aktive Filter
Filter mit Komponenten wie Operationsverstärkern, Transistoren oder anderen aktiven Elementen werden als aktive Filter bezeichnet. Sie verwenden Kondensatoren und Widerstände, aber Induktivitäten werden nicht verwendet. Aktive Filter benötigen für den Betrieb eine externe Stromquelle, da die aktiven Elemente im Design Strom verbrauchen.
Da keine Induktivitäten verwendet werden, ist die Sch altung kompakter und weniger schwer. Seine Eingangsimpedanz ist hoch und die Ausgangsimpedanz niedrig, was es ermöglicht, Lasten mit niedriger Impedanz am Ausgang zu treiben. Im Allgemeinen ist die Last vom internen Stromkreis isoliert; daher beeinflußt eine Schwankung der Belastung die Eigenschaften des Filters nicht.
Das Ausgangssignal hat eine Leistungsverstärkung, und die Parameter wie Gain-Passband und Cutoff-Frequenz können angepasst werden. Den aktiven Filtern sind mehrere Nachteile eigen. Die Änderungen in der Stromversorgung können Änderungen in der Größe des Ausgangssignals verursachen und die Hochfrequenzbereiche werden durch die Eigenschaften des aktiven Elements begrenzt. Auch Rückkopplungsschleifen, die zur Regulierung der aktiven Komponenten verwendet werden, können zu Schwingungen und Rauschen beitragen.
Was ist der Unterschied zwischen aktiven und passiven Filtern?
• Passive Filter verbrauchen die Energie des Signals, aber es ist keine Leistungsverstärkung verfügbar; während aktive Filter eine Leistungsverstärkung haben.
• Aktive Filter benötigen eine externe Stromversorgung, während passive Filter nur am Signaleingang arbeiten.
• Nur passive Filter verwenden Induktoren.
• Nur aktive Filter verwenden Elemente wie Operationsverstärker und Transistoren, die aktive Elemente sind.
• Theoretisch haben passive Filter keine Frequenzbeschränkungen, während aktive Filter Beschränkungen aufgrund aktiver Elemente haben.
• Passive Filter haben eine bessere Stabilität und können großen Strömen standh alten.
• Passive Filter sind relativ billiger als aktive Filter.
