Filtre actif contre filtre passif
Les filtres sont une classe de circuits électroniques utilisés dans le traitement du signal, pour autoriser ou bloquer une plage de signal souhaitée ou un signal. Les filtres peuvent être classés à plusieurs niveaux en fonction des propriétés, telles que actif - passif, analogique - numérique, linéaire - non linéaire, temps discret - temps continu, invariant dans le temps - variant dans le temps et réponse impulsionnelle infinie - réponse impulsionnelle finie.
Les filtres actifs et passifs se différencient par la passivité des composants utilisés dans le circuit de filtrage. Si un composant consomme de l'énergie ou est incapable de gagner de l'énergie, il est alors appelé composant passif. Les composants qui ne sont pas passifs sont appelés composants actifs.
En savoir plus sur les filtres passifs
Les résistances, les condensateurs et les inducteurs consomment tous de l'énergie lorsqu'un courant les traverse et sont incapables de gagner de l'énergie; par conséquent, tout filtre RLC est un filtre passif, en particulier avec les inductances incluses. Une autre caractéristique majeure des filtres passifs est que les filtres n'ont pas besoin d'une source d'alimentation externe pour fonctionner. L'impédance d'entrée est faible et l'impédance de sortie est élevée, permettant l'autorégulation des tensions pilotant les charges.
Habituellement, dans les filtres passifs, la résistance de charge n'est pas isolée du reste du réseau; par conséquent, une modification de la charge peut affecter les caractéristiques du circuit et le processus de filtrage. Cependant, il n'y a pas de restriction de bande passante pour les filtres passifs, permettant un fonctionnement satisfaisant à très hautes fréquences. Dans les filtres à basse fréquence, l'inductance utilisée dans le circuit a tendance à être plus grande, ce qui rend le circuit plus volumineux. Si une qualité supérieure et une taille plus petite sont requises, le coût est considérablement augmenté. Les filtres passifs créent également une petite quantité de bruit, en raison du bruit thermique dans les éléments. Néanmoins, avec une conception appropriée, cette amplitude de bruit peut être minimisée.
Étant donné qu'il n'y a pas de gain de signal, l'amplification du signal doit être effectuée ultérieurement. Parfois, des amplificateurs tampons peuvent être nécessaires pour compenser les différences dans le circuit de sortie..
En savoir plus sur les filtres actifs
Les filtres avec des composants tels que des amplificateurs opérationnels, des transistors ou d'autres éléments actifs sont appelés filtres actifs. Ils utilisent des condensateurs et des résistances, mais les inducteurs ne sont pas utilisés. Les filtres actifs nécessitent une source d'alimentation externe pour fonctionner en raison des éléments actifs consommateurs d'énergie dans la conception.
Comme aucune inductance n'est utilisée, le circuit est plus compact et moins lourd. Son impédance d'entrée est élevée et l'impédance de sortie est faible, permettant de piloter des charges à faible impédance en sortie. Généralement, la charge est isolée du circuit interne; donc la variation de la charge n'affecte pas les caractéristiques du filtre.
Le signal de sortie a un gain de puissance, et les paramètres comme la bande passante de gain et la fréquence de coupure peuvent être ajustés. Plusieurs inconvénients sont inhérents aux filtres actifs. Les modifications de l'alimentation électrique peuvent entraîner des modifications de l'amplitude du signal de sortie et les plages de haute fréquence sont limitées par les propriétés de l'élément actif. De plus, les boucles de rétroaction utilisées pour réguler les composants actifs peuvent contribuer à l'oscillation et au bruit.
Quelle est la différence entre les filtres actifs et passifs ?
• Les filtres passifs consomment l'énergie du signal, mais aucun gain de puissance n'est disponible; tandis que les filtres actifs ont un gain de puissance.
• Les filtres actifs nécessitent une alimentation externe, tandis que les filtres passifs fonctionnent uniquement sur l'entrée du signal.
• Seuls les filtres passifs utilisent des inductances.
• Seuls les filtres actifs utilisent des éléments comme les amplificateurs opérationnels et les transistors, qui sont des éléments actifs.
• Théoriquement, les filtres passifs n'ont pas de limitations de fréquence alors que les filtres actifs ont des limitations dues aux éléments actifs.
• Les filtres passifs ont une meilleure stabilité et peuvent supporter des courants importants.
• Les filtres passifs sont relativement moins chers que les filtres actifs.
