فیلتر فعال در مقابل فیلتر غیرفعال
فیلترها دسته‌ای از مدارهای الکترونیکی هستند که در پردازش سیگنال استفاده می‌شوند تا محدوده سیگنال یا سیگنال مورد نظر را مجاز یا مسدود کنند. فیلترها را می‌توان در سطوح مختلفی بر اساس ویژگی‌ها دسته‌بندی کرد، مانند فعال – غیرفعال، آنالوگ – دیجیتال، خطی – غیرخطی، زمان گسسته – زمان پیوسته، زمان ثابت – متغیر زمان و پاسخ ضربه نامحدود – پاسخ ضربه محدود.
فیلترهای فعال و غیرفعال با غیرفعال بودن اجزای مورد استفاده در مدار فیلتر متمایز می شوند. اگر یک جزء انرژی مصرف کند یا قادر به افزایش توان نباشد، به عنوان یک جزء غیرفعال شناخته می شود. مؤلفه هایی که غیرفعال نیستند به عنوان مؤلفه های فعال شناخته می شوند.
بیشتر درباره فیلترهای غیرفعال
مقاومت‌ها، خازن‌ها و سلف‌ها همگی با عبور جریان از آنها انرژی مصرف می‌کنند و قادر به افزایش توان نیستند. بنابراین، هر فیلتر RLC یک فیلتر غیرفعال است، به ویژه با سلف های موجود در آن. یکی دیگر از ویژگی های اصلی فیلترهای غیرفعال این است که فیلترها برای کار به منبع تغذیه خارجی نیاز ندارند. امپدانس ورودی کم و امپدانس خروجی زیاد است، که امکان تنظیم خود تنظیم ولتاژهای محرک بارها را فراهم می کند.
معمولاً در فیلترهای غیرفعال، مقاومت بار از بقیه شبکه جدا نیست. بنابراین، تغییر در بار ممکن است بر ویژگی های مدار و فرآیند فیلتر کردن تأثیر بگذارد. با این حال، هیچ محدودیتی در پهنای باند برای فیلترهای غیرفعال وجود ندارد، که امکان عملکرد رضایت بخش در فرکانس های بسیار بالا را فراهم می کند. در فیلترهای فرکانس پایین تر، سلف مورد استفاده در مدار بزرگتر است و مدار را حجیم تر می کند. اگر کیفیت بالاتر و اندازه کوچکتر مورد نیاز باشد، هزینه به طور قابل توجهی افزایش می یابد.فیلترهای غیرفعال نیز به دلیل وجود نویز حرارتی در عناصر، مقدار کمی نویز ایجاد می کنند. با این وجود، با طراحی مناسب می توان این دامنه نویز را به حداقل رساند.
از آنجایی که افزایش سیگنال وجود ندارد، تقویت سیگنال باید در مرحله بعدی انجام شود. گاهی اوقات ممکن است به تقویت کننده های بافر برای جبران تفاوت در مدار خروجی نیاز باشد..
بیشتر درباره فیلترهای فعال
فیلترهای دارای اجزایی مانند تقویت کننده های عملیاتی، ترانزیستورها یا سایر عناصر فعال به عنوان فیلترهای فعال شناخته می شوند. آنها از خازن و مقاومت استفاده می کنند، اما سلف استفاده نمی شود. فیلترهای فعال برای کار کردن به یک منبع انرژی خارجی نیاز دارند زیرا عناصر فعال در طراحی مصرف کننده انرژی هستند.
از آنجایی که از سلف استفاده نمی شود، مدار فشرده تر و وزن کمتری دارد. امپدانس ورودی آن بالا و امپدانس خروجی کم است، که اجازه می دهد بارهای امپدانس پایین در خروجی رانده شود. به طور کلی، بار از مدار داخلی جدا می شود. بنابراین تغییر بار بر ویژگی های فیلتر تأثیر نمی گذارد.
سیگنال خروجی دارای افزایش توان است و پارامترهایی مانند باند عبور بهره و فرکانس قطع را می توان تنظیم کرد. چندین اشکال ذاتی فیلترهای فعال است. تغییرات در منبع تغذیه ممکن است باعث تغییر در اندازه سیگنال خروجی شود و محدوده فرکانس بالا توسط خواص عنصر فعال محدود می شود. همچنین، حلقه‌های بازخورد مورد استفاده برای تنظیم اجزای فعال ممکن است به نوسان و نویز کمک کنند.
تفاوت بین فیلترهای فعال و غیرفعال چیست؟
• فیلترهای غیرفعال انرژی سیگنال را مصرف می کنند، اما هیچ افزایش توانی در دسترس نیست. در حالی که فیلترهای فعال افزایش قدرت دارند.
• فیلترهای فعال به منبع تغذیه خارجی نیاز دارند، در حالی که فیلترهای غیرفعال فقط در ورودی سیگنال کار می کنند.
• فقط فیلترهای غیرفعال از سلف استفاده می کنند.
• فقط فیلترهای فعال از عناصر kike op-amp و ترانزیستورها استفاده می کنند که عناصر فعال هستند.
• از لحاظ نظری، فیلترهای غیرفعال محدودیت فرکانس ندارند در حالی که فیلترهای فعال به دلیل عناصر فعال دارای محدودیت هستند.
• فیلترهای غیرفعال پایداری بهتری دارند و می توانند جریان های بزرگ را تحمل کنند.
• فیلترهای غیرفعال نسبتاً ارزانتر از فیلترهای فعال هستند.
