二阶高通滤波器的设计2
6二阶无源高通滤波器[整理版]
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二阶无源高通滤波器设计一:实验目的设计、焊接一个二阶高通滤波器,要求:截止频率为1KHz。
二:实验原理利用电容通高频阻低频的特性,使一定频率范围内的频率通过。
从而设计电路,使得高频率的波通过滤波器。
三:实验步骤1:设计电路,在仿真软件上进行仿真,在仿真电路图上使功能实现。
2:先定电容,挑选合适的电阻,测量电阻的真实值,再到仿真电路替换掉原来的电阻值,不断挑选电阻,找到最逼近实验结果的值3:根据仿真电路进行焊接,完成之后对电路进行功能检测,分别挑选频率为100hz、1khz、10khz的电源进行输入检测,观察输出的波形,并进行实验记录四:实验电路图1.1仿真电路设计图1.2电路波特图五:实验测量对于一阶无源RC滤波器电路,我们100hz,1khz,10khz三种不同正弦频率信号检测,其仿真与实测电路图如下:图1.3 f=100Hz 时正弦信号仿真波形图图1.4 f=100Hz 时正弦信号实测波形图表1 f=100Hz时实测结果与仿真数据对比表数据项目输入幅值/V 输出幅值/V 衰减/dB 相位差仿真电路169.706 9.967 24.622 0.614π实测电路0.460 0.036 22.129 0.500π分析:由图1.3的仿真波形与图1.4的实测电路波形和表1中的数据可知,输入频率为100Hz的正弦信号时,该信号不能够通过,输入输出波形间有较大相位差和较大衰减。
仿真和实测数据间存在误差,误差值较小,在允许范围内。
图1.5 f=1000Hz 时正弦信号仿真波形图图1.6 f=1kHz 时正弦信号实测波形图表2 f=1kHz 时实测结果与仿真数据对比表分析:由图1.5的仿真波形与图1.6的实测电路波形和表2中的数据可知,输入频率为1kHz 的正弦信号时,该信号能够通过,输入输出波形间有一定的相位差和衰减。
仿真和实测数据间存在误差,误差值较小,在允许范围内。
数据项目 输入幅值/V 输出幅值/V 衰减/dB 相位差 仿真电路 169.682 120.180 2.996 0.14π 实测电路0.4720.3323.0560.15π图1.7 f=10kHz 时正弦信号仿真波形图图1.8 f=10kHz 时正弦信号实测波形图表3 f=10kHz时实测结果与仿真数据对比表数据项目输入幅值/V 输出幅值/V 衰减/dB 相位差仿真电路168.920 168.752 0 0π实测电路0.472 0.460 0.224 0π分析:由图1.7的仿真波形与图1.8的实测电路波形和表3中的数据可知,输入频率为10kHz的正弦信号时,该信号能够通过,输入输出波形间有较小的相位差和较小衰减。
二阶高通滤波电路

2011 ~2012学年第 2 学期《高频电子线路》课程设计报告题目:变容二极管直接调频电路的设计专业:电子信息工程班级:姓名:指导教师:电气工程系2012年12月17日1、任务书课题名称变容二极管直接调频电路的设计指导教师(职称)执行时间2012~2013学年第二学期第周学生姓名学号承担任务设计目的1.原理分析及电路图设计2.用相关仿真软件画出电路并对电路进行分析与测试设计要求(1)输入1KHz大小为200Mv的正弦电压(也可以用1KHz的方波);(2)主振频率为f0大于15MHz;(3)最大频偏△fm= 20KHz。
摘要调频电路具有抗干扰性能强、声音清晰等优点,获得了快速的发展。
主要应用于调频广播、广播电视、通信及遥控。
调频电台的频带通常大约是200~250kHz,其频带宽度是调幅电台的数十倍,便于传送高保真立体声信号。
由于调幅波受到频带宽度的限制,在接收机中存在着通带宽度与干扰的矛盾,因此音频信号的频率局限于30~8000Hz的范围内。
在调频时,可以将音频信号的频率范围扩大至30~15000Hz,使音频信号的频谱分量更为丰富,声音质量大为提高。
变容二极管调频电路是一种常用的直接调频电路,广泛应用于移动通信和自动频率微调系统。
其优点是工作频率高,固有损耗小且线路简单,能获得较大的频偏,其缺点是中心频率稳定度较低。
较之中频调制和倍频方法,这种方法的电路简单、性能良好、副波少、维修方便,是一种较先进的频率调制方案。
本课题载波由LC电容反馈三端振荡器组成主振回路,振荡频率有电路电感和电容决定,当受调制信号控制的变容二极管接入载波振荡器的振荡回路,则振荡频率受调制信号的控制,从而实现调频。
关键字:变容二极管;直接调频;LC振荡电路。
目录第一章设计思路 (1)第二章滤波电路的基本理论 (2)2.1滤波电路的定义 (2)2.2滤波电路的工作原理 (2)2.3滤波电路的种类 (2)2.4滤波电路的主要参数 (3)2.5无源滤波电路和有源滤波电路 (3)2.5.1无源滤波电路 (3)2.5.2 有源滤波电路 (4)2.5.3无源滤波器与有源滤波器的比较 (4)第三章高通滤波电路模块的设计 (6)3.1高通滤波电路与低通滤波电路的联系 (6)3.2压控电压源高通滤波电路 (6)3.3无限增益多路反馈高通滤波电路 (7)第四章二阶高通滤波器电路仿真及系统误差分析 (9)4.1压控电压源二阶高通滤波电路 (9)4.2无限增益多路反馈二阶高通滤波电路 (11)4.3 误差分析 (14)结论 (15)附录一LM324引脚图(管脚图) (16)附录二参考文献 (17)第一章设计思路本设计要求分别用压控电压源和无限增益多路反馈两种方法设计一个二阶高通滤波电路并使其增益u A=5,截止频率c f=100Hz。
高通滤波器的设计方法

高通滤波器的设计方法在电子领域中,滤波器是一种常用的电路元件,用于对信号进行频率的选择性调节。
高通滤波器是一种能够通过的是高频信号而抑制低频信号的滤波器,适用于许多通信系统和音频设备中。
设计高通滤波器的方法需要考虑到信号的频率特性以及具体应用需求,下面将介绍一些常见的高通滤波器设计方法。
一阶高通滤波器设计一阶高通滤波器是最简单的高通滤波器之一,它由一个电阻和一个电容组成。
根据RC电路的特性,可以通过选择合适的电阻和电容数值来确定高通滤波器的截止频率。
一阶高通滤波器的频率响应特性是一条斜率为20dB/dec的直线,在截止频率处有-3dB的衰减。
设计一阶高通滤波器时,需要根据截止频率需求选择合适的电阻和电容数值。
二阶高通滤波器设计相比一阶高通滤波器,二阶高通滤波器具有更陡的斜率和更好的截止频率特性。
常见的二阶高通滤波器包括梯形结构和双T结构等。
梯形结构由两个RC串联单元和一个电容并联单元组成,可以实现更陡的斜率和更好的超通带特性;而双T结构则由两个RC并联单元和一个电容串联单元组成,具有更好的阻带特性。
设计二阶高通滤波器时需要根据具体应用需求选择合适的结构和元件数值。
洛特克线圈高通滤波器设计除了基于电阻和电容的RC滤波器外,洛特克线圈也可以用于设计高通滤波器。
洛特克线圈高通滤波器通常由一个电感和一个电容组成,通过改变电感和电容的数值可以调节滤波器的截止频率和特性。
洛特克线圈高通滤波器适用于需要更高阶滤波特性和更好阻带衰减的场合,但相应地需要更多的电路元件和设计复杂度。
数字滤波器设计方法随着数字信号处理技术的发展,数字滤波器也成为设计高通滤波器的重要方法之一。
数字滤波器可以通过算法和程序实现高通滤波器的功能,具有设计灵活、易于调节和精确控制的优点。
常见的数字滤波器设计方法包括FIR滤波器和IIR滤波器,通过选择合适的滤波器结构和系数可以实现不同的滤波特性。
综上所述,设计高通滤波器的方法有多种多样,每种方法都有其适用的场合和特点。
二阶高通滤波器

高通滤波器的设计专 业: 应用电子技术班 级: 2010级 (1)班学 号: 201030210105姓 名: 焦义强指导老师: 黄磊目录前言....................................................................................................................... - 3 -第一章设计任务 ............................................................................................... - 4 -1.1 设计任务及要求......................................................................................... - 4 -1.2 设计目的..................................................................................................... - 4 -第二章滤波器的基本理论............................................................................. - 4 -2.1滤波器的有关参数...................................................................................... - 4 -2.2有源滤波和无源滤波.................................................................................. - 6 -2.3高通滤波器.................................................................................................. - 7 -第三章滤波系统中二阶高通滤波器设计 .............................................. - 7 -3.1压控电压源二阶高通滤波电路.................................................................. - 7 -3.2所需软件前面板(软面板)...................................................................... - 9 -3.3 所需电子元件............................................................................................. - 9 -3.4 电路连线图............................................................................................... - 10 -第四章二阶高通滤波电路的测试............................................................. - 11 -4.1 运放电路波形的输入与输出 .................................................................. - 11 -4.2 二阶高通运放的频率特性测试............................................................... - 12 -第五章结论 .................................................................................................... - 14 -5.1对本设计优缺点的分析............................................................................ - 14 -5.2结论与心得................................................................................................ - 14 -附录一 A741/LM741型运算放大器的资料 ............................................. - 15 -附录二参考文献 ............................................................................................. - 16 -前言滤波器可广义地理解为一个信号选择系统。
二阶高通滤波器的设计

二阶高通滤波器的设计二阶高通滤波器是一种常用的滤波器,可以去除信号中低频成分,保留高频成分。
设计一个高通滤波器,主要需要确定滤波器的截止频率和滤波器的类型。
在设计过程中,可以使用滤波器的电路图进行分析和计算,并使用软件工具进行模拟和验证。
一、滤波器的类型常见的二阶高通滤波器类型有Butterworth滤波器、Chebyshev滤波器和Bessel滤波器等。
每种滤波器都有不同的特点和应用。
在选择滤波器类型时,需要根据具体的需求和性能要求进行权衡和选择。
二、滤波器的截止频率滤波器的截止频率是指滤波器开始对信号进行滤波的频率。
在设计二阶高通滤波器时,可以根据具体的需求和信号特性来确定截止频率。
截止频率的选择通常涉及信号频谱分析和滤波器性能评估。
三、滤波器电路设计在设计滤波器电路时,可以选择多种电路结构,常见的有Sallen-Key电路、多项式电路、双有源RC电路等。
这些电路有不同的特点和性能,在设计时需要根据滤波器类型和截止频率进行选择。
四、滤波器参数计算在确定滤波器电路结构后,需要计算电路中各个元器件的数值,包括电容、电阻和放大器增益等。
可以使用传统的电路分析方法,如Kirchhoff电流和电压法进行计算。
也可以使用现代的电路仿真软件进行模拟和参数优化。
五、滤波器性能评估完成滤波器的设计和电路计算后,需要对设计的滤波器进行性能评估。
可以使用电路仿真软件进行波形分析和频谱分析,以验证滤波器的设计是否满足要求。
还可以进行实际电路实现和实测,对滤波器的性能进行验证。
六、设计优化及改进通过性能评估,如果发现滤波器的性能不理想,可以对设计进行优化和改进。
可以尝试调整滤波器电路中的元器件数值,或选择其他适合的滤波器类型和结构。
优化设计可以根据具体的需求和应用场景来进行。
总结:设计二阶高通滤波器需要确定滤波器的类型和截止频率,选择合适的电路结构,进行电路参数计算和性能评估,并进行优化和改进。
设计过程可以通过传统的电路分析方法和现代的电路仿真软件来完成。
二阶有源高通滤波器原理

二阶有源高通滤波器原理在电子电路中,滤波器是一种能够选择性地通过或者抑制特定频率信号的电路。
而有源高通滤波器则是一种常见的滤波器类型,用于将高频信号通过而抑制低频信号。
本文将介绍二阶有源高通滤波器的原理和工作方式。
1. 基本原理二阶有源高通滤波器通常由运算放大器、电容和电阻构成。
在这种滤波器中,运算放大器起到放大和相位移的作用,电容和电阻则构成滤波器的频率选择网络。
通过合适的设计,可以实现对特定频率以下信号的抑制,而对特定频率以上信号的通过。
2. 滤波器架构二阶有源高通滤波器的典型架构包括两个电容和两个电阻元件。
其中,电容和电阻的数值可以根据需要进行选择,以确定滤波器的截止频率和增益。
运算放大器的正负输入端分别连接这两个电容和两个电阻元件,输出端则连接到负反馈路径。
这样的架构可以实现对低频信号的衰减和对高频信号的放大。
3. 工作原理二阶有源高通滤波器的工作原理基于运算放大器的反馈机制。
当输入信号经过滤波器后,输出信号的幅度和相位将根据滤波器的频率响应而发生变化。
通过合理设置电容和电阻的数值,可以确定滤波器的截止频率和斜率,从而实现对特定频率信号的处理。
4. 频率响应二阶有源高通滤波器的频率响应通常呈现出一定的斜率,在截止频率处实现对低频信号的抑制。
随着频率的增加,滤波器对信号的放大倍率也会相应增加。
这种特性使得有源高通滤波器在许多应用中得到广泛应用,如音频处理、通信系统等方面。
5. 应用领域二阶有源高通滤波器在电子电路中有着广泛的应用。
比如在音频处理中,可以用于消除低频噪声或者实现声音效果;在通信系统中,可以用于滤除直流偏置或者实现信号调制。
由于其结构简单、性能稳定,因此在实际应用中得到了广泛的应用和认可。
综上所述,二阶有源高通滤波器作为一种常见的滤波器类型,在电子电路设计中扮演着重要的角色。
通过合理设计滤波器的参数,可以实现对特定频率信号的处理,满足不同应用场景的需求。
希望通过本文的介绍,读者能对二阶有源高通滤波器的原理和应用有更深入的理解。
二阶高通滤波器的设计

前言滤波器技术是现代技术中不可缺少的部分。
滤波器已大量渗入现代技术中。
很难想象一个稍微复杂的电子设备不使用这样或那样的滤波器。
在现代通信和信号处理方面,电话,电报,电视,无线电等只不过是以滤波器作为它们的重要部件的一些例子而已。
滤波器是用来筛选信号的,它可以设定一定的门限值。
比如高通滤波器,它的作用就是把低于设定值的信号虑掉,只让比设定值频率高的信号才可以通过,低通滤波器的原理与高通类似。
用处非常大,它可以处理信号,虑去无用的干扰信号,使信号满足自己的需要。
目前,滤波器被广泛地用在通信、广播、雷达以及许多仪器和设备中。
滤波器的应用频率范围极宽,有适用于低到零点几赫的滤波器,也有高到微波波段的滤波器。
根据滤波频率的中心频率和其他要求的不同,滤波器中采用各种谐振元件,电感、电容是最常用的谐振元件。
随着电子技术的发展,许多电路和系统都要区分不同频率的信号,从而使滤波器的设计理论日趋完善。
滤波器的种类很多,分类方法也不同。
1.从功能上分;低、带、高、带阻。
2.从实现方法上分:FIR、IIR3.从设计方法上来分:Chebyshev(切比雪夫),Butterworth(巴特沃斯)4.从处理信号分:经典滤波器、现代滤波器。
第一章设计内容及要求1.1 设计任务及要求1. 分别用压控电压源和无限增益多路反馈二种方法设计电路;2. 截止频率f c=100Hz3.增益A V=5;1.1.1基本要求:(1)在100HZ时的波形稳定,继续调节频率是幅值会适当的增大,当到达一定值时保持稳定。
(2)调小频率到0时其幅值一直减小到0(3)设计电路所需的直流电源可用实验室电源。
1.1.2 设计任务及目标:(1)根据原理图分析各单元电路的功能;(2)熟悉电路中所用到的各集成芯片的管脚及其功能;(3)进行电路的装接、调试,直到电路能达到规定的设计要求;(4)写出完整、详细的课程设计报告。
1.2.3 主要参考器件:UA741 电容电阻第二章系统设计方案根据设计任务要求设计一个二阶高通滤波电路,频率高于100Hz 的信号可以通过, 而频率低于100Hz 的信号衰减。
二阶高通滤波器的设计 (2)

模拟电路课程设计任务书20 10 -20 11 学年第 2 学期第 1 周- 2 周摘要二阶高通滤波器是容许高频信号通过、但减弱(或减少)频率低于截止频率信号通过的滤波器。
高通滤波器有综合滤波功能,它可以滤掉若干次高次谐波,并可减少滤波回路数。
对于不同滤波器而言,每个频率的信号的减弱程度不同。
其在音频应用中也使用低音消除滤波器或者噪声滤波器。
本设计为分别使用压控电压源和无限增益多路反馈两种方法设计二阶高通滤波器。
二者电路都是基于芯片LM324设计而成。
将信号源接入电路板后,调整函数信号发生器的频率,通过观察示波器可以看到信号放大了5倍。
现在工厂对于谐波的治理,应用最多的仍然是高压无源滤波器,高压无源滤波器有多种接线方式,其中单调谐滤波器及二阶高通滤波器使用最为广泛,无源滤波器具有结构简单、设备投资较少、运行可靠性较高、运行费用较低等优点,关键字:高通滤波器;二阶;有源;目录前言 (4)第一章设计内容 (5)1.1设计任务和要求 (5)1.2设计目的 (5)第二章滤波器的基本理论 (6)2.1滤波器的有关参数 (6)2.2有源滤波和无源滤波 (7)2.3巴特沃斯响应 (8)第三章滤波系统中高通滤波器模块设计 (11)3.1压控电压源二阶高通滤波电路 (11)3.2无限增益多路反馈高通滤波电路 (12)第四章二阶高通滤波器电路仿真 (13)第五章系统调试 (16)第六章结论 (17)5.2对本设计优缺点的分析 (17)5.1结论结论与心得 (17)附录一LM324引脚图 (18)附录二元件清单 (19)附录三参考文献 (20)第一章设计内容1.1设计任务和要求1.分别用压控电压源和无限增益多路反馈二种方法设计电路;2.截止频率fc=100Hz3.增益AV=5;1.2设计目的1.了解滤波器的工作特点2.掌握电子系统的一般设计方法3.掌握常用元器件的识别和测试4.培养综合应用所学知识来指导实践的能力5.熟悉常用仪表,了解电路调试的基本方法6.进一步提高自己的动手实践能力7.掌握专业课程设计报告的格式及流程第二章滤波器的基本理论2.1滤波器的有关参数实际滤波器的基本参数:理想滤波器是不存在的,在实际滤波器的幅频特性图中,通带和阻带之间应没有严格的界限。
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模拟电路课程设计任务书20 10 -20 11 学年第 2 学期第 1 周- 2 周摘要二阶高通滤波器是容许高频信号通过、但减弱(或减少)频率低于截止频率信号通过的滤波器。
高通滤波器有综合滤波功能,它可以滤掉若干次高次谐波,并可减少滤波回路数。
对于不同滤波器而言,每个频率的信号的减弱程度不同。
其在音频应用中也使用低音消除滤波器或者噪声滤波器。
本设计为分别使用压控电压源和无限增益多路反馈两种方法设计二阶高通滤波器。
二者电路都是基于芯片LM324设计而成。
将信号源接入电路板后,调整函数信号发生器的频率,通过观察示波器可以看到信号放大了5倍。
现在工厂对于谐波的治理,应用最多的仍然是高压无源滤波器,高压无源滤波器有多种接线方式,其中单调谐滤波器及二阶高通滤波器使用最为广泛,无源滤波器具有结构简单、设备投资较少、运行可靠性较高、运行费用较低等优点,关键字:高通滤波器;二阶;有源;目录前言 (4)第一章设计内容 (5)1.1设计任务和要求 (5)1.2设计目的 (5)第二章滤波器的基本理论 (6)2.1滤波器的有关参数 (6)2.2有源滤波和无源滤波 (7)2.3巴特沃斯响应 (8)第三章滤波系统中高通滤波器模块设计 (11)3.1压控电压源二阶高通滤波电路 (11)3.2无限增益多路反馈高通滤波电路 (12)第四章二阶高通滤波器电路仿真 (13)第五章系统调试 (16)第六章结论 (17)5.2对本设计优缺点的分析 (17)5.1结论结论与心得 (17)附录一LM324引脚图 (18)附录二元件清单 (19)附录三参考文献 (20)第一章设计内容1.1设计任务和要求1.分别用压控电压源和无限增益多路反馈二种方法设计电路;2.截止频率fc=100Hz3.增益AV=5;1.2设计目的1.了解滤波器的工作特点2.掌握电子系统的一般设计方法3.掌握常用元器件的识别和测试4.培养综合应用所学知识来指导实践的能力5.熟悉常用仪表,了解电路调试的基本方法6.进一步提高自己的动手实践能力7.掌握专业课程设计报告的格式及流程第二章滤波器的基本理论2.1滤波器的有关参数实际滤波器的基本参数:理想滤波器是不存在的,在实际滤波器的幅频特性图中,通带和阻带之间应没有严格的界限。
在通带和阻带之间存在一个过渡带。
在过渡带内的频率成分不会被完全抑制,只会受到不同程度的衰减。
当然,希望过渡带越窄越好,也就是希望对通带外的频率成分衰减得越快、越多越好。
因此,在设计实际滤波器时,总是通过各种方法使其尽量逼近理想滤波器。
理想滤波器的特性只需用截止频率描述,而实际滤波器的特性曲线无明显的转折点,两截止频率之间的幅频特性也非常数,故需用更多参数来描述。
纹波幅度d:在一定频率范围内,实际滤波器的幅频特性可能呈波纹变化,其波动幅度d与幅频特性的平均值A0相比,越小越好,一般应远小于-3dB。
截止频率fc:幅频特性值等于0.707A0所对应的频率称为滤波器的截止频率。
以A0为参考值,0.707A0对应于-3dB点,即相对于A0衰减3dB。
若以信号的幅值平方表示信号功率,则所对应的点正好是半功率点。
带宽B和品质因数Q值:上下两截止频率之间的频率范围称为滤波器带宽,或-3dB带宽,单位为Hz。
带宽决定着滤波器分离信号中相邻频率成分的能力——频率分辨力。
在电工学中,通常用Q代表谐振回路的品质因数。
在二阶振荡环节中,Q值相当于谐振点的幅值增益系数,Q=1/2ξ(ξ——阻尼率)。
对于带通滤波器,通常把中心频率f0()和带宽B之比称为滤波器的品质因数Q。
例如一个中心频率为500Hz的滤波器,若其中-3dB 带宽为10Hz,则称其Q值为50。
Q值越大,表明滤波器频率分辨力越高。
倍频程选择性W:在两截止频率外侧,实际滤波器有一个过渡带,这个过渡带的幅频曲线倾斜程度表明了幅频特性衰减的快慢,它决定着滤波器对带宽外频率成分衰阻的能力。
通常用倍频程选择性来表征。
所谓倍频程选择性,是指在上截止频率fc2与2fc2之间,或者在下截止频率fc1与fc1/2之间幅频特性的衰减值,即频率变化一个倍频程时的衰减量或倍频程衰减量以dB/oct表示(octave,倍频程)。
显然,衰减越快(即W值越大),滤波器的选择性越好。
对于远离截止频率的衰减率也可用10倍频程衰减数表示之。
即[dB/10oct]。
滤波器因数(或矩形系数):滤波器因数是滤波器选择性的另一种表示方式,它是利用滤波器幅频特性的-60dB带宽与-3dB带宽的比值来衡量滤波器选择性,理想滤波器=1,常用滤波器=1-5,显然,越接近于1,滤波器选择性越好。
?滤波器的截止频率用来说明电路频率特性指标的特殊频率。
当保持电路输入信号的幅度不变,改变频率使输出信号降至最大值的0.707倍,或某一特殊额定值时该频率称为截止频率。
在高频端和低频端各有一个截止频率,分别称为上截止频率和下截止频率。
db的计算公式是20*log10(x),x为信号某一个频率上真正的幅值。
用滤波器去测试其截止频率,保持电路输入信号的幅度不变,改变频率使输出信号降至最大值的0.707倍。
所测值为其截止频率。
滤波器的带宽为两个截止频率之间的频率范围又称为通频带。
2.2有源滤波和无源滤波无源滤波器通常是用电阻,电容,电感这些无源器件构成的,无源滤波器:这种电路主要有无源元件R、L和C组成。
有源滤波器:集成运放和R、C组成,具有不用电感、体积小、重量轻等优点。
集成运放的开环电压增益和输入阻抗均很高,输出电阻小,构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用。
但集成运放带宽有限,所以目前的有源滤波电路的工作频率难以做得很高。
而有源滤波器常包含运放等要接外部电源才能工作的器件。
通常有源滤波的效果较好。
无源滤波器:集成运放的开环电压增益和输入阻抗均很高,输出电阻小,构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用。
但集成运放带宽有限,所以目前的有源滤波电路的工作频率难以做得很高。
有源滤波自身就是谐波源。
其依靠电力电子装置,在检测到系统谐波的同时产生一组和系统幅值相等,相位相反的谐波向量,这样可以抵消掉系统谐波,使其成为正弦波形。
有源滤波除了滤除谐波外,同时还可以动态补偿无功功率。
其优点是反映动作迅速,滤除谐波可达到95%以上,补偿无功细致。
缺点为价格高,容量小。
由于目前国际上大容量硅阀技术还不成熟,所以当前常见的有源滤波容量不超过600kvar。
其运行可靠性也不及无源。
一般无源滤波指通过电感和电容的匹配对某次谐波并联低阻(调谐滤波)状态,给某次谐波电流构成一个低阻态通路。
这样谐波电流就不会流入系统。
无源滤波的优点为成本低,运行稳定,技术相对成熟,容量大。
缺点为谐波滤除率一般只有80%,对基波的无功补偿也是一定的。
目前在容量大且要求补偿细致的地方一般使用有源加无源混合型,即无源进行大容量的滤波补偿,有源进行微调。
有源滤波器与无源滤波器相比,有以下特点:a.不仅能补偿各次谐波,还可抑制闪变,补偿无功,有一机多能的特点,在性价比上较为合理;b.滤波特性不受系统阻抗等的影响,可消除与系统阻抗发生谐振的危险;c.具有自适应功能,可自动跟踪补偿变化着的谐波,即具有高度可控性和快速响应性等特点。
2.3巴特沃斯响应什么是巴特沃斯响应?有什么特点,还有其他响应类型的滤波器吗?(1)巴特沃斯滤波器是电子滤波器的一种。
巴特沃斯滤波器的特点是通频带的频率响应曲线最平滑。
这种滤波器最先由英国工程师斯替芬·巴特沃斯(Stephen Butterworth)在1930年发表在英国《无线电工程》期刊的一篇论文中提出的。
巴特沃斯滤波器的特性巴特沃斯滤波器的特点是通频带内的频率响应曲线最大限度平坦,没有起伏,而在阻频带则逐渐下降为零。
在振幅的对数对角频率的波得图上,从某一边界角频率开始,振幅随着角频率的增加而逐步减少,趋向负无穷大。
一阶巴特沃斯滤波器的衰减率为每倍频6分贝,每十倍频20分贝。
二阶巴特沃斯滤波器的衰减率为每倍频12分贝、三阶巴特沃斯滤波器的衰减率为每倍频18分贝、如此类推。
巴特沃斯滤波器的振幅对角频率单调下降,并且也是唯一的无论阶数,振幅对角频率曲线都保持同样的形状的滤波器。
只不过滤波器阶数越高,在阻频带振幅衰减速度越快。
其他滤波器高阶的振幅对角频率图和低级数的振幅对角频率有不同的形状。
巴特沃斯滤波器的特点是在通带以内幅频曲线的幅度最平坦,由通带到阻带衰减陡度较缓,截止频率以后的衰减速率为6MDB/倍频程,相频特性是非线性的。
对阶跃信号有过冲和振铃现象。
巴特沃斯滤波器是一种通用型滤波器,又称为最平幅度滤波器。
n阶巴特沃斯低通滤波器的振幅和频率关系可用如下的公式表示:从幅频特性提出要求,而不考虑相频特性。
巴特沃斯滤波器具有最大平坦幅度特性。
⑵切比雪夫滤波器。
比雪夫滤波器在过渡带比巴特沃斯滤波器的衰减快,但频率响应的幅频特性不如后者平坦。
切比雪夫滤波器和理想滤波器的频率响应曲线之间的误差最小,但是在通频带内存在幅度波动。
ε是决定通带波纹大小的系数,波纹的产生是由于实际滤波网络中含有电抗元件。
与巴特沃斯逼近特性相比较,这种特性虽然在通带内有起伏,但对同样的n值在进入阻带以后衰减更陡峭,更接近理想情况。
ε值越小,通带起伏越小,截止频率点衰减的分贝值也越小,但进入阻带后衰减特性变化缓慢。
切贝雪夫滤波器与巴特沃斯滤波器进行比较,切贝雪夫滤波器的通带有波纹,过渡带轻陡直,因此,在不允许通带内有纹波的情况下,巴特沃斯型更可取;从相频响应来看,巴特沃斯型要优于切贝雪夫型,通过上面二图比较可以看出,前者的相频响应更接近于直线。
⑶贝塞尔滤波器电子学和信号处理中,贝赛尔(Bessel)滤波器是具有最大平坦的群延迟(线性相位响应)的线性过滤器。
贝赛尔滤波器常用在音频天桥系统中。
模拟贝赛尔滤波器描绘为几乎横跨整个通频带的恒定的群延迟,因而在通频带上保持了被过滤的信号波形。
滤波器的名字来自于Friedrich贝赛尔,一位德国数学家(1784–1846),他发展了滤波器的数学理论基础。
贝塞尔(Bessel)滤波器具有最平坦的幅度和相位相应。
带通(通常为用户关注区域)的相位响应近乎呈线性。
Bessel滤波器可用于减少所有IIR 滤波器固有的非线性相位失真。
贝塞尔(Bessel)线性相位滤波器正是由于具有向其截止频率以下的所有频率提供等量延时的特性,才被用于音频设备中,在音频设备中,必须在不损害频带内多信号的相位关系前提下,消除带外噪声。
另外,贝塞尔滤波器的阶跃响应很快,并且没有过冲或振铃,这使它在作为音频DAC输出端的平滑滤波器,或音频ADC输入端的抗混叠滤波器方面,是一种出色的选择。
贝塞尔滤波器还可用于分析D类放大器的输出,以及消除其它应用中的开关噪声,来提高失真测量和示波器波形测量的精确度。