Filtro attivo vs filtro passivo
I filtri sono una classe di circuiti elettronici utilizzati nell'elaborazione del segnale, per consentire o bloccare un intervallo di segnale o un segnale desiderato. I filtri possono essere classificati a molti livelli in base alle proprietà, come attivo - passivo, analogico - digitale, lineare - non lineare, tempo discreto - tempo continuo, tempo invariante - variante temporale e risposta all'impulso infinito - risposta all'impulso finito.
I filtri attivi e passivi si differenziano per la passività dei componenti utilizzati nel circuito del filtro. Se un componente consuma energia o è incapace di guadagno di potenza, allora è noto come componente passivo. I componenti non passivi sono noti come componenti attivi.
Ulteriori informazioni sui filtri passivi
Resistori, condensatori e induttori consumano tutti energia quando una corrente li attraversa e non sono in grado di guadagnare energia; pertanto, qualsiasi filtro RLC è un filtro passivo, specialmente con gli induttori inclusi. Un'altra caratteristica importante dei filtri passivi è che i filtri non necessitano di una fonte di alimentazione esterna per il funzionamento. L'impedenza di ingresso è bassa e l'impedenza di uscita è alta, consentendo l'autoregolazione delle tensioni che guidano i carichi.
Di solito, nei filtri passivi, la resistenza di carico non è isolata dal resto della rete; pertanto, la variazione del carico può influenzare le caratteristiche del circuito e del processo di filtraggio. Tuttavia, non ci sono limitazioni di larghezza di banda per i filtri passivi, consentendo un funzionamento soddisfacente a frequenze molto alte. Nei filtri a frequenza più bassa, l'induttore utilizzato nel circuito tende ad essere più grande, rendendo il circuito più ingombrante. Se sono richieste una qualità superiore e dimensioni inferiori, il costo aumenta notevolmente. I filtri passivi creano anche una piccola quantità di rumore, a causa del rumore termico negli elementi. Tuttavia, con una progettazione adeguata, questa ampiezza del rumore può essere ridotta al minimo.
Poiché non vi è alcun guadagno del segnale, l'amplificazione del segnale deve essere eseguita in una fase successiva. A volte possono essere necessari amplificatori buffer per compensare le differenze nel circuito di uscita..
Ulteriori informazioni sui filtri attivi
I filtri con componenti come amplificatori operazionali, transistor o altri elementi attivi sono noti come filtri attivi. Usano condensatori e resistori, ma non vengono usati induttori. I filtri attivi richiedono una fonte di alimentazione esterna per funzionare a causa degli elementi attivi che consumano energia nel progetto.
Poiché non vengono utilizzati induttori, il circuito è più compatto e meno pesante. La sua impedenza di ingresso è alta e l'impedenza di uscita è bassa, consentendo di pilotare carichi a bassa impedenza in uscita. Generalmente il carico è isolato dal circuito interno; quindi la variazione del carico non influisce sulle caratteristiche del filtro.
Il segnale di uscita ha un guadagno di potenza e i parametri come la banda passante del guadagno e la frequenza di taglio possono essere regolati. Diversi inconvenienti sono inerenti ai filtri attivi. I cambiamenti nell'alimentazione possono causare cambiamenti nell'ampiezza del segnale di uscita e gli intervalli di alta frequenza sono limitati dalle proprietà dell'elemento attivo. Inoltre, i circuiti di retroazione utilizzati per regolare i componenti attivi possono contribuire all'oscillazione e al rumore.
Qual è la differenza tra filtri attivi e passivi?
• I filtri passivi consumano l'energia del segnale, ma non è disponibile alcun guadagno di potenza; mentre i filtri attivi hanno un guadagno di potenza.
• I filtri attivi richiedono un'alimentazione esterna, mentre i filtri passivi funzionano solo sull'ingresso del segnale.
• Solo i filtri passivi utilizzano induttori.
• Solo i filtri attivi utilizzano elementi come amplificatori operazionali e transistor, che sono elementi attivi.
• Teoricamente, i filtri passivi non hanno limitazioni di frequenza mentre i filtri attivi hanno limitazioni dovute agli elementi attivi.
• I filtri passivi hanno una migliore stabilità e possono resistere a grandi correnti.
• I filtri passivi sono relativamente più economici dei filtri attivi.
