Las diferencias específicas entre los dos son las siguientes:
1. Los filtros activos son dispositivos electrónicos, mientras que los filtros pasivos son mecánicos.
2. El filtro activo elimina un determinado orden armónico después de detectarlo. El filtro pasivo forma un determinado canal armónico mediante la cooperación del reactor y el condensador.
3. El uso de filtros pasivos se debe a los condensadores, por lo que al mismo tiempo se puede mejorar el factor de potencia. El uso de filtros activos sólo elimina los armónicos y no tiene nada que ver con los factores de potencia.
4. El costo de los filtros activos es más de tres veces mayor que el de los filtros pasivos. La tecnología es relativamente inmadura y los costos de mantenimiento son altos. El costo de los filtros pasivos es relativamente bajo y la tecnología es madura. Después de la instalación, básicamente no requiere mantenimiento.
5. Los filtros activos se utilizan principalmente para corrientes pequeñas, mientras que los filtros pasivos se pueden utilizar para corrientes grandes.
Un filtro compuesto por componentes RC y amplificadores operacionales se denomina filtro activo RC. Su función es pasar señales dentro de un determinado rango de frecuencia y suprimir o atenuar bruscamente las señales fuera de este rango de frecuencia. Se puede utilizar en procesamiento de información, transmisión de datos, supresión de interferencias, etc. Sin embargo, debido a la limitación de banda de los amplificadores operacionales, este tipo de filtro se utiliza principalmente en el rango de baja frecuencia.
Diseño del filtro activo
1. Propósito del experimento
1. Familiarizarse con la estructura y función del dispositivo analógico programable ispPAC80.
2. Dominar el método de diseño de filtros activos con dispositivos analógicos programables.
3. Aprenda a utilizar el software PAC-Designer para diseñar filtros activos.
4. Aprenda a probar las curvas características de amplitud-frecuencia y fase-frecuencia de filtros activos.
2. Principio experimental
(1) Principio de diseño
Un filtro es un filtro que puede pasar señales de frecuencia útiles mientras suprime (o atenúa) frecuencias inútiles. Circuito o dispositivo electrónico de señal. En ingeniería, se utiliza habitualmente para el procesamiento de señales, la transmisión de datos o la supresión de interferencias. En el pasado, los filtros estaban compuestos principalmente por componentes pasivos R, L y C. Actualmente, generalmente se componen de amplificadores operacionales integrados, R y C, y a menudo se les denomina filtros activos.
En un sistema electrónico real, a veces la señal de entrada a menudo contiene algunos componentes innecesarios debido a interferencias y otras razones, y debe atenuarse a un nivel lo suficientemente pequeño. En otras situaciones, a veces la señal que necesitamos se mezcla con otras señales y debemos intentar separar la señal que necesitamos. Para resolver estos problemas, se requieren filtros activos.
Es muy conveniente utilizar dispositivos analógicos programables por el sistema para diseñar filtros activos. Por lo general, se pueden utilizar tres amplificadores operacionales para implementar un circuito de función bicuadrado. La función biquad puede realizar todas las funciones de filtro, como paso bajo, paso alto, paso de banda y parada de banda. La expresión de la función biquad se muestra en 3-17-1, donde m=1 o 0, n=1 o 0.
(2).Ejemplos de filtros activos diseñados para dispositivos ispPAC
ispPAC80 es un producto lanzado por lattice después de ispPAC10 e ispPAC20, diseñado específicamente para lograr alto rendimiento y bajo tiempo continuo. Dispositivo programable analógico de filtrado de paso. Este dispositivo contiene una etapa de ganancia de amplificador de instrumentación y su núcleo es un filtro de quinto orden. Su método de diseño de software es ligeramente diferente al de ispPAC10 e ispPAC20.
Cada dispositivo ispPAC80 puede almacenar simultáneamente dos conjuntos de configuraciones de filtro de quinto orden (cfgA y cfgB) con diferentes parámetros. Los valores predeterminados están vacíos (cfgA.unknown, cfgB.unknown) antes del diseño. La biblioteca de software ispPAC80 contiene más de 8000 bibliotecas de filtros de quinto orden de diferentes tipos y parámetros. Los diseñadores pueden llamar a esta biblioteca para completar fácilmente el diseño. Por ejemplo: primero diseñe la primera configuración (cfgA): haga doble clic en el cuadro rectangular donde se encuentra cfAunkown para generar una biblioteca de filtros de quinto orden como se muestra en la Figura 3-17-7.
Esta biblioteca contiene varios tipos de filtros, como filtros Satons, filtros Bessel, filtros lineales, filtros Gaussianos, filtros Butterworth, etc. Filtro Butterworth, filtro elíptico, etc. Cada tipo de filtro se divide en diferentes Modelos específicos según sus diferentes valores de parámetros, con un total de 8244 tipos. Los diseñadores solo necesitan tener conocimientos sobre los indicadores técnicos del filtro, como la frecuencia de banda de paso, la frecuencia de banda de parada, la atenuación de banda de parada, la linealidad de fase, el retardo de grupo, etc.
Con base en los datos de varios indicadores del filtro objetivo requerido para el diseño, el diseñador selecciona un plan de configuración de la base de datos que está cerca de los indicadores técnicos objetivo (la diferencia no excederá 3.0_). Por ejemplo, seleccione un filtro según los requisitos de diseño, como el filtro elíptico de tipo 4001 (número de identificación 4000), haga doble clic en el número de identificación y copie el filtro en la primera configuración de ispPAC80, ConfiguraciónA.
Haga doble clic en la entrada para usar el gráfico IA del amplificador operacional para ajustar la ganancia de entrada múltiple (1.2.5 o 10). De manera similar, haga doble clic en el ícono de escalera de wakeup=cfgA para establecer la configuración activa cfgA o cfgB. Después de ingresar el diseño anterior, el software puede completar automáticamente la conexión y la configuración de parámetros del circuito de filtro. Después de ingresar el diseño, presione el menú Herramienta = Ejecutar Simulador para simular el diseño. El método es el mismo que en la Sección 3.16. Si los resultados de la simulación aún se desvían de los requisitos de diseño, también puede ajustar los parámetros C1, C2, C3, C4, L2, L4 y C5 del filtro en 3-17-8 (haga doble clic aquí para ingresar al estado de ajuste de parámetros ).
El filtro pasivo, también conocido como filtro LC, es un circuito de filtro compuesto por una combinación de inductores, condensadores y resistencias. Puede filtrar uno o más armónicos. Es el más común y fácil de usar. utilice un filtro pasivo. La estructura del filtro fuente consiste en conectar un inductor y un condensador en serie, que pueden formar una derivación de baja impedancia para los armónicos principales (filtros de sintonización simple, filtros de sintonización doble, 3, 5 y 7); y los filtros de paso alto son todos filtros pasivos.