ตัวกรองแบบแอ็คทีฟเทียบกับตัวกรองแบบพาสซีฟ
ตัวกรองคือกลุ่มของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ในการประมวลผลสัญญาณ เพื่ออนุญาตหรือปิดกั้นช่วงสัญญาณหรือสัญญาณที่ต้องการ ตัวกรองสามารถแบ่งได้หลายระดับตามคุณสมบัติ เช่น แอ็คทีฟ - แพสซีฟ แอนะล็อก - ดิจิตอล เชิงเส้น - ไม่เป็นเชิงเส้น เวลาไม่ต่อเนื่อง - เวลาต่อเนื่อง ค่าคงที่ของเวลา - ตัวแปรของเวลา และการตอบสนองอิมพัลส์อนันต์ - การตอบสนองอิมพัลส์ที่จำกัด
ตัวกรองแบบแอ็คทีฟและพาสซีฟจะมีความแตกต่างกันตามความเฉื่อยของส่วนประกอบที่ใช้ในวงจรตัวกรอง หากส่วนประกอบใช้พลังงานหรือไม่สามารถรับพลังงานได้ จะเรียกว่าส่วนประกอบแบบพาสซีฟ ส่วนประกอบที่ไม่โต้ตอบเรียกว่าส่วนประกอบที่ใช้งานอยู่
เพิ่มเติมเกี่ยวกับตัวกรองแบบพาสซีฟ
ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ และตัวเหนี่ยวนำทั้งหมดใช้พลังงานเมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน และไม่สามารถรับกำลังไฟฟ้าได้ ดังนั้นตัวกรอง RLC ใดๆ จึงเป็นตัวกรองแบบพาสซีฟ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อรวมตัวเหนี่ยวนำด้วย ลักษณะสำคัญอีกประการหนึ่งของตัวกรองแบบพาสซีฟคือ ตัวกรองไม่ต้องการแหล่งพลังงานภายนอกสำหรับการทำงาน อิมพีแดนซ์อินพุตต่ำและอิมพีแดนซ์เอาต์พุตสูง ช่วยให้ควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่ขับโหลดได้เอง
โดยปกติ ในตัวกรองแบบพาสซีฟ ตัวต้านทานโหลดจะไม่ถูกแยกออกจากส่วนที่เหลือของเครือข่าย ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงของโหลดอาจส่งผลต่อลักษณะของวงจรและกระบวนการกรอง อย่างไรก็ตาม ไม่มีข้อจำกัดด้านแบนด์วิดท์สำหรับตัวกรองแบบพาสซีฟ ซึ่งช่วยให้ทำงานได้อย่างน่าพอใจที่ความถี่สูงมาก ในตัวกรองความถี่ต่ำ ตัวเหนี่ยวนำที่ใช้ในวงจรมีแนวโน้มที่จะมีขนาดใหญ่ขึ้น ทำให้วงจรมีขนาดใหญ่ขึ้น หากต้องการคุณภาพที่สูงขึ้นและขนาดที่เล็กลง ต้นทุนก็จะเพิ่มขึ้นอย่างมากฟิลเตอร์แบบพาสซีฟยังสร้างเสียงรบกวนเล็กน้อย เนื่องจากสัญญาณรบกวนจากความร้อนในองค์ประกอบ อย่างไรก็ตาม ด้วยการออกแบบที่เหมาะสม แอมพลิจูดของเสียงนี้สามารถลดขนาดลงได้
เนื่องจากไม่มีสัญญาณเกน จึงต้องดำเนินการขยายสัญญาณในภายหลัง บางครั้งอาจจำเป็นต้องใช้บัฟเฟอร์แอมพลิฟายเออร์เพื่อชดเชยความแตกต่างในวงจรเอาท์พุท.
เพิ่มเติมเกี่ยวกับตัวกรองที่ใช้งาน
ตัวกรองที่มีส่วนประกอบ เช่น แอมพลิฟายเออร์สำหรับปฏิบัติการ ทรานซิสเตอร์ หรือองค์ประกอบแอคทีฟอื่นๆ เรียกว่าฟิลเตอร์แอคทีฟ พวกเขาใช้ตัวเก็บประจุและตัวต้านทาน แต่ไม่ได้ใช้ตัวเหนี่ยวนำ ตัวกรองแบบแอ็คทีฟต้องใช้แหล่งพลังงานภายนอกเพื่อทำงานเนื่องจากองค์ประกอบแอ็คทีฟที่ใช้พลังงานมากในการออกแบบ
เนื่องจากไม่มีการใช้ตัวเหนี่ยวนำ ทำให้วงจรมีขนาดเล็กลงและมีน้ำหนักน้อยลง อิมพีแดนซ์อินพุตสูงและอิมพีแดนซ์เอาต์พุตต่ำ ทำให้สามารถขับโหลดอิมพีแดนซ์ต่ำที่เอาต์พุตได้ โดยทั่วไป โหลดจะถูกแยกออกจากวงจรภายใน ดังนั้นความผันแปรของโหลดจึงไม่ส่งผลต่อลักษณะของตัวกรอง
สัญญาณเอาท์พุตมีกำลังขยาย และพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น แถบเกนพาสและความถี่คัตออฟสามารถปรับได้ ข้อเสียหลายประการมีอยู่ในตัวกรองที่ใช้งานอยู่ การเปลี่ยนแปลงในแหล่งจ่ายไฟอาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในขนาดสัญญาณเอาท์พุตและช่วงความถี่สูงถูกจำกัดโดยคุณสมบัติขององค์ประกอบที่ใช้งาน นอกจากนี้ ลูปป้อนกลับที่ใช้สำหรับควบคุมส่วนประกอบที่ทำงานอยู่อาจส่งผลให้เกิดการสั่นและเสียงรบกวน
ตัวกรอง Active และ Passive ต่างกันอย่างไร
• ตัวกรองแบบพาสซีฟใช้พลังงานของสัญญาณ แต่ไม่มีกำลังรับ ในขณะที่ตัวกรองที่ใช้งานจะมีกำลังเพิ่มขึ้น
• ตัวกรองที่ใช้งานต้องใช้แหล่งจ่ายไฟภายนอก ในขณะที่ตัวกรองแบบพาสซีฟจะทำงานเฉพาะกับสัญญาณเข้า
• เฉพาะตัวกรองแบบพาสซีฟเท่านั้นที่ใช้ตัวเหนี่ยวนำ
• เฉพาะตัวกรองที่ทำงานอยู่เท่านั้นที่ใช้องค์ประกอบ kike op-amps และทรานซิสเตอร์ ซึ่งเป็นองค์ประกอบที่ใช้งาน
• ในทางทฤษฎี ฟิลเตอร์แบบพาสซีฟไม่มีการจำกัดความถี่ ในขณะที่ฟิลเตอร์แบบแอคทีฟก็มีข้อจำกัดเนื่องจากองค์ประกอบแบบแอคทีฟ
• ตัวกรองแบบพาสซีฟมีเสถียรภาพที่ดีขึ้นและสามารถทนต่อกระแสน้ำขนาดใหญ่ได้
• ฟิลเตอร์แบบพาสซีฟค่อนข้างถูกกว่าฟิลเตอร์แบบแอคทีฟ
