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 infinita – risposta all'impulso finita.
I filtri attivi e passivi si differenziano per la passività dei componenti utilizzati nel circuito del filtro. Se un componente consuma energia o non è in grado di guadagnare energia, è noto come componente passivo. I componenti che non sono passivi sono conosciuti 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 potenza; 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 pilotano 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 restrizioni di larghezza di banda per i filtri passivi, consentendo un funzionamento soddisfacente a frequenze molto alte. Nei filtri a bassa frequenza, 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.
Dato che non c'è 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 utilizzati 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 pregiudica le caratteristiche del filtro.
Il segnale di uscita ha un guadagno di potenza e 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 le gamme delle alte frequenze sono limitate dalle proprietà dell'elemento attivo. Inoltre, i circuiti di feedback utilizzati per regolare i componenti attivi possono contribuire all'oscillazione e al rumore.
Qual è la differenza tra i 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.
• In teoria, i filtri passivi non hanno limiti di frequenza mentre i filtri attivi hanno limitazioni dovute agli elementi attivi.
• I filtri passivi hanno una migliore stabilità e possono sopportare correnti elevate.
• I filtri passivi sono relativamente più economici dei filtri attivi.
