Bộ lọc chủ động so với Bộ lọc bị động
Bộ lọc là một loại mạch điện tử được sử dụng trong xử lý tín hiệu, để cho phép hoặc chặn một dải tín hiệu mong muốn hoặc một tín hiệu. Bộ lọc có thể được phân loại ở nhiều cấp độ dựa trên các thuộc tính, chẳng hạn như tích cực - thụ động, tương tự - kỹ thuật số, tuyến tính - phi tuyến tính, thời gian rời rạc - thời gian liên tục, thời gian bất biến - biến thể thời gian và đáp ứng xung vô hạn - đáp ứng xung hữu hạn.
Bộ lọc chủ động và bị động được phân biệt bởi tính thụ động của các thành phần được sử dụng trong mạch lọc. Nếu một thành phần tiêu thụ điện năng hoặc không có khả năng tăng công suất thì nó được gọi là thành phần thụ động. Các thành phần không bị động được gọi là thành phần tích cực.
Thông tin thêm về Bộ lọc thụ động
Điện trở, tụ điện và cuộn cảm đều tiêu thụ điện năng khi có dòng điện chạy qua chúng và không có khả năng tăng công suất; do đó, bất kỳ bộ lọc RLC nào cũng là bộ lọc thụ động, đặc biệt là với các cuộn cảm đi kèm. Một đặc điểm chính khác của bộ lọc thụ động là bộ lọc không cần nguồn điện bên ngoài để hoạt động. Trở kháng đầu vào thấp và trở kháng đầu ra cao, cho phép tự điều chỉnh điện áp dẫn đến tải.
Thông thường, trong các bộ lọc thụ động, điện trở tải không được cách ly với phần còn lại của mạng; do đó, sự thay đổi trong tải có thể ảnh hưởng đến các đặc tính của mạch và quá trình lọc. Tuy nhiên, không có giới hạn băng thông nào đối với các bộ lọc thụ động, cho phép hoạt động thỏa đáng ở tần số rất cao. Trong các bộ lọc tần số thấp hơn, cuộn cảm được sử dụng trong mạch có xu hướng lớn hơn, làm cho mạch cồng kềnh hơn. Nếu yêu cầu chất lượng cao hơn và kích thước nhỏ hơn, chi phí sẽ tăng lên đáng kể. Bộ lọc thụ động cũng tạo ra một lượng nhiễu nhỏ do nhiễu nhiệt trong các phần tử. Tuy nhiên, với thiết kế phù hợp, biên độ tiếng ồn này có thể được giảm thiểu.
Vì không có độ lợi tín hiệu, quá trình khuếch đại tín hiệu phải được thực hiện ở giai đoạn sau. Đôi khi có thể cần các bộ khuếch đại đệm để bù đắp sự khác biệt trong mạch đầu ra..
Tìm hiểu thêm về Bộ lọc Hoạt động
Bộ lọc có các thành phần như bộ khuếch đại hoạt động, bóng bán dẫn hoặc các phần tử hoạt động khác được gọi là bộ lọc tích cực. Họ sử dụng tụ điện và điện trở, nhưng cuộn cảm không được sử dụng. Bộ lọc đang hoạt động yêu cầu nguồn điện bên ngoài để hoạt động do các phần tử hoạt động tiêu thụ điện năng trong thiết kế.
Vì không sử dụng cuộn cảm nên mạch nhỏ gọn hơn và đỡ nặng hơn. Trở kháng đầu vào của nó cao và trở kháng đầu ra thấp, cho phép điều khiển tải trở kháng thấp ở đầu ra. Nói chung, tải được cách ly khỏi mạch bên trong; do đó sự thay đổi của tải không ảnh hưởng đến các đặc tính của bộ lọc.
Tín hiệu đầu ra có độ lợi công suất và có thể điều chỉnh các thông số như băng thông độ lợi và tần số cắt. Một số nhược điểm là cố hữu đối với các bộ lọc đang hoạt động. Những thay đổi trong nguồn cung cấp có thể gây ra những thay đổi về cường độ tín hiệu đầu ra và dải tần số cao bị giới hạn bởi các đặc tính của phần tử tích cực. Ngoài ra, các vòng phản hồi được sử dụng để điều chỉnh các thành phần hoạt động có thể góp phần tạo ra dao động và tiếng ồn.
Sự khác biệt giữa Bộ lọc Hoạt động và Bộ lọc Bị động là gì?
• Bộ lọc thụ động tiêu thụ năng lượng của tín hiệu, nhưng không có khả năng tăng công suất; trong khi các bộ lọc đang hoạt động có mức tăng công suất.
• Bộ lọc chủ động yêu cầu nguồn điện bên ngoài, trong khi bộ lọc thụ động chỉ hoạt động trên đầu vào tín hiệu.
• Chỉ bộ lọc thụ động mới sử dụng cuộn cảm.
• Chỉ các bộ lọc đang hoạt động mới sử dụng các phần tử kike op-amps và bóng bán dẫn, là các phần tử hoạt động.
• Về mặt lý thuyết, bộ lọc thụ động không có giới hạn tần số trong khi bộ lọc tích cực có giới hạn do các phần tử tích cực.
• Bộ lọc thụ động có độ ổn định tốt hơn và có thể chịu được dòng điện lớn.
• Bộ lọc thụ động tương đối rẻ hơn bộ lọc chủ động.
