有源滤波电路图原理_New
有源滤波器原理PPT课件
f
f0
f0
当 f fp 时，上式分母的模 1 ( fp )2 j3 fp 2
f0
f0
解得截止频率
fp
53 2
7
f0
0.37
f0
0.37 2π RC
与理想的二阶波特图相比，在超过 f0 以后， 幅频特性以-40 dB/dec的速率下降，比一阶的下
降快。但在通带截止频率 fp f0之间幅频特性
解得：
R1 5.51 R, Rf 3.14 R, R 3.9 k
R1 5.51 R 5.513.9 k 21.5k Rf 3.14 R 3.143.9 k 12.2 k
图13.16二阶压控型LPF
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有源滤波器实际上是一种具有特定频率响 应的放大器。它是在运算放大器的基础上增加
一些R、C等无源元件而构成的。
通常有源滤波器分为： 低通滤波器（LPF） 高通滤波器（HPF） 带通滤波器（BPF） 带阻滤波器（BEF）
它们的幅度频率特性曲线如图13.01所示。
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图13.01 有源滤波器的频响
• 13.2.1 低通滤波器的主要技术指标 • 13.2.2 简单一阶低通有源滤波器 • 13.2.3 简单二阶低通有源滤波器 • 13.2.4 二阶压控型低通有源滤波器 • 13.2.5 二阶反相型低通有源滤波器
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13.2.1 低通滤波器的主要技术指标
（1）通带增益Avp
通带增益是指滤波器在通频带内的电压放大 倍数，如图13.03所示。性能良好的LPF通带内 的幅频特性曲线是平坦的，阻带内的电压放大 倍数基本为零。
VN s
有源滤波工作原理
有源滤波工作原理
有源滤波器是一种利用放大器和被动电子元件（如电容器和电感器）组成的电路，用于改变信号的频率特性。
其工作原理基于放大器的放大和反馈特性。
有源滤波器主要包括两类：有源低通滤波器和有源高通滤波器。
有源低通滤波器的工作原理是将输入信号经过放大器放大后，通过电容器来滤除高频分量，从而输出较低频率的信号。
有源高通滤波器的工作原理则是通过放大器和电容器来滤除低频分量，使得输出信号集中在高频范围内。
不论是有源低通滤波器还是有源高通滤波器，其工作原理都包括了“放大”和“反馈”两个重要环节。
通过放大器的放大作用，
输入信号得到了放大，然后经过滤波器电容器或电感器的频率选择性作用，实现了对特定频率成分的放大或削弱。
同时，滤波器的输出信号再经过放大器的反馈回路，使得输出信号能够稳定在预期的范围内，并且不受输入信号的波动影响。
有源滤波器相较于被动滤波器具有更好的性能和更灵活的工作方式，其原理的关键之处在于放大器的使用和反馈环路的设计。
放大器能够提供较大的增益，从而增强了输入信号的弱，使得滤波器具有更高的灵敏度。
而反馈机制则保证了滤波器的稳定性和准确性，能够使输出信号准确地按照预期的频率特性进行滤波。
总之，有源滤波器通过放大器和反馈机制的协同作用，能够改变信号的频率特性，实现对特定频率成分的放大或削弱。
其工
作原理简单且灵活，广泛应用于电子设备中的信号处理和频率调节等领域。
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不同阶数的低通滤波器的幅频特性
2021/1/14
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9
滤波器的传递函数
❖ 可把高阶函数分解成多个二阶函数（当 n为偶数）或分解成一个一阶函数和多 个二阶函数（当n为奇数），所以一个n 阶的滤波器可用多个二阶滤波器或一个 一阶滤波器和多个二阶滤波器级联而得 到，因此一阶和二阶滤波器是最基本的 滤波器 。
2021/1/14
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有源滤波器分类
❖ 低通滤波器（Low Pass Filter 简称LPF） ❖ 高通滤波器（High Pass Filter 简称HPF） ❖ 带通滤波器（Band Pass Filter 简称BPF） ❖ 带阻滤波器（Band Elimination Filter 简称
2021/1/14
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滤波器的灵敏度S
❖ 灵敏度是标志滤波器性能质量的重要参数，其定
义为:
Sxy
dy/ y dx/ x
❖ 式中，y表示滤波器的某个滤波参数；x表示组成 滤波器的某个元件的参数。上式表示，灵敏度是 指滤波器电路中元件数值的变化所引起的滤波器 特性参数的变化。
❖ 灵敏度是衡量滤波器性能稳定性的重要指标，滤 波器电路的灵敏度越低，性能稳定性越好。
BEF）
2021/1/14
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3
高通滤波器（HPF）
通带增益
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截止频率
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4
低通滤波器（LPF）
通带增益
2021/1/14
截止频率
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5
带通滤波器（BPF）
带宽
固有频率 中心频率
各种电源滤波电路图及工作原理
各种电源滤波电路图及工作原理在滤波电路中，主要使用对交流电有特殊阻抗特性的器件，如：电容器、电感器。
本文将对各种形式的滤波电路进行分析。
一、滤波电路种类滤波电路主要有下列几种：电容滤波电路，这是最基本的滤波电路；π型RC滤波电路；π型LC滤波电路；电子滤波器电路。
二、滤波原理1.单向脉动性直流电压的特点图1（a）所示是单向脉动性直流电压波形，从图中可以看出，电压的方向性无论在何时都是一致的，但在电压幅度上是波动的，就是在时间轴上，电压呈现出周期性的变化，所以是脉动性的。
但根据波形分解原理可知，这一电压可以分解成一个直流电压和一组频率不同的交流电压，如图1（b）所示。
在图1（b）中，虚线部分是单向脉动性直流电压U o中的直流成分，实线部分是U o中的交流成分。
图1：单向脉动性电压的分解2.电容滤波原理根据以上的分析，由于单向脉动性直流电压可分解成交流和直流两部分。
在电源电路的滤波电路中，利用电容器的“隔直通交”的特性和储能特性，或者利用电感“隔交通直”的特性可以滤除电压中的交流成分。
图2所示是电容滤波原理图。
图2（a）为整流电路的输出电路。
交流电压经整流电路之后输出的是单向脉动性直流电，即电路中的Uo图2（b）为电容滤波电路。
由于电容C1对直流电相当于开路，这样整流电路输出的直流电压不能通过C1到地，只有加到负载R L上。
对于整流电路输出的交流成分，因C1容量较大，容抗较小，交流成分通过C1流到地端，而不能加到负载R L。
这样，通过电容C1的滤波，从单向脉动性直流电中取出了所需要的直流电压+U。
滤波电容C1的容量越大，对交流成分的容抗越小，使残留在负载R L上的交流成分越小，滤波效果就越好。
图2：电容滤波原理图3.电感滤波原理图3所示是电感滤波原理图。
由于电感L1对直流电相当于通路，这样整流电路输出的直流电压直接加到负载R L上。
对于整流电路输出的交流成分，因L1电感量较大，感抗较大，对交流成分产生很大的阻碍作用，阻止了交流电通过C1流到负载R L。
有源电力滤波器的基本原理
有源电力滤波器基本原理及设备目录一．APF 的系统构成 (4)二．APF 特性 (6)三.APF的组成和功能 (10)四．技术参数及规格型号 (18)五．经典案例 (21)六、谐波无功节能 (26)七、谐波无功治理设备的选择 (29)有源电力滤波器是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿，其应用可克服LC滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺点。
有源电力滤波器的基本原理如下图所示：检测补偿对象的电压和电流，经指令电流运算电路计算得出补偿电流的指令信号，该信号经补偿电流发生电路放大，得出补偿电流，补偿电流与负载电流中要补偿的谐波及无功等电流抵消，最终得到期望的电源电流。
有源电力滤波器基本原理一．APF 的系统构成下图为APF的系统框图。
图中，e S表示交流电源，负载为谐波源，它产生谐波并消耗无功。
有源电力滤波器系统由两大部分组成，即指令电流运算电路和补偿电流发生电路。
其中指令电流运算电路的核心是检测出补偿对象电流中的谐波和无功等电流分量。
补偿电流发生电路的作用是根据指令电流运算电路得出的补偿电流的指令信号，产生实际的补偿电流，它由电流跟踪控制电路、驱动电路和主电路三个部分构成。
主电路目前均采用PWM变流器。
APF 系统框图下图为APF的系统原理图。
图中e a、e b、e c 为交流电源，谐波电流源为非线性负载，L sa、L sb、L sc 分别代表三相的电网阻抗。
而有源电力滤波器主要由以下几部分组成，指令运算电路，电流跟踪控制电路，驱动电路以及主电路。
其中指令运算电路的主要任务是按照要求检测出负载电流中的谐波、无功以及负序分量。
电流跟踪控制电路，驱动电路以及主电路和在一起可以称为补偿电流发生电路，它的主要作用是根据指令运算电路得出的补偿指令，产生实际的补偿电流。
主电路主要由IGBT 构成的电压型PWM变流器，以及与其相连的电感和直流侧电容组成。
第五章(二)有源滤波电路
模 ： A uf
Au
1
2 2 1 （ L）
通 带 内 C 1视 为 短 路 ： 电 压 放 大 倍 数 Au
滤波电路—使有用的频率信号通过，同时抑制无用频率成分的电路。 分类： 按处 按处理 按构成 理信 方法 器件分 号分 按频率特性分 低 通 滤 波 器 高 通 滤 波 器 带 通 滤 波 器 带 阻 滤 波 器 一 阶 滤 波 器 按传递函数分 二 阶 滤 波 器 N 阶 …… 滤 波 器
Au 1 (
Auf fn f ) j
2
fn Qf
对于二阶低通、高通电路， Auf 3时 , Q 电 路 产 生 自 激 振 荡 。 为防止自激，应使： Auf<3
3 Auf
三、有源带通滤波电路(BPF—Band Pass Filter)
电路只允许某一频段内信号通过，有上限和下限两个截止频 率，将高通滤波电路与低通滤波电 路进行适当组合，就可获得 带通滤波电路。下图为二阶有源带通滤波电路，图中R、C组成低 通电成路，C1、R3组成高通电路，要求RC<R3C1，故低通电路的上 限截止频率fH大于高通电路的下限截止频率fL，两 者之间形成了 一个通带，从而构成了带通滤波电路。
6
2 160 10 0.01 10 Rf 100 1 1 1.588 R1 170 1 3 Auf 1 3 1.588
99.5 H Z
0.708
Q 0.707时 ： f H f n 上 限 截 止 频 率 ： fH 99.5 H Z
2.内部电路:由输入级、中间级和输出级等组成。输入级有V2、V4组成双端输入 单端输出差分电路；V3、V5是其恒流源负载；V1、V6是射级跟随器，高 Ri；V7 V12为功率放大电路；V7 为驱动级(I0 为恒流源负载)；V11、V12 用于消除交越失 真 ；V8、V10 构成 PNP 准互补对称 ；1、 8 开路时，负反馈最强，整个 电路的电压放大倍数Au = 20 ，若在1、 8 间外接旁路电容，以短路R5两 端的 交流压降，可使电压放大倍数提高到200；调整RP（典型应用电路图），可使集 成功放电压放大倍数在20～200之间变化；管脚7与地之间外接电解电容C5（典 型应用电路图），C5可与R2组成直流电源去耦电路。
各种电源滤波电路图及工作原理
各种电源滤波电路图及工作原理在滤波电路中，主要使用对交流电有特殊阻抗特性的器件，如：电容器、电感器。
本文将对各种形式的滤波电路进行分析。
一、滤波电路种类滤波电路主要有下列几种：电容滤波电路，这是最基本的滤波电路；兀型RC滤波电路；H型LC滤波电路；电子滤波器电路。
二、滤波原理1•单向脉动性直流电压的特点图1(R所示是单向脉动性直流电压波形，从图中可以看出，电压的方向性无论在何时都是一致的，但在电压幅度上是波动的，就是在时间轴上，电压呈现出周期性的变化，所以是脉动性的。
但根据波形分解原理可知，这一电压可以分解成一个直流电压和一组频率不同的交流电压，如图1 (b)所示。
在图1 (b)中，虚线部分是单向脉动性直流电压U。
中的直流成分，实线部分是U。
中的交流成分。
图1：单向脉动性电压的分解2.电容滤波原理根据以上的分析，由于单向脉动性直流电压可分解成交流和直流两部分。
在电源电路的滤波电路中，利用电容器的“隔直通交”的特性和储能特性，或者利用电感“隔交通直”的特性可以滤除电压中的交流成分。
图2所示是电容滤波原理图。
图2 (a)为整流电路的输岀电路。
交流电压经整流电路之后输出的是单向脉动性直流电，即电路中的Uo 图2 (b)为电容滤波电路。
由于电容CI对直流电相当于开路，这样整流电路输出的直流电压不能通过Cl到地，只有加到负载RL上。
对于整流电路输出的交流成分，因Cl 容量较大，容抗较小，交流成分通过Cl流到地端，而不能加到负载R L。
这样，通过电容Cl的滤波，从单向脉动性直流电中取出了所需要的直流电压+U。
滤波电容Cl的容量越大，对交流成分的容抗越小，使残留在负载RL上的交流成分越小，滤波效果就越好。
(a)(b)图2：电容滤波原理图3.电感滤波原理图3所示是电感滤波原理图。
由于电感Ll对直流电相当于通路，这样整流电路输出的直流电压直接加到负载R二上。
对于整流电路输出的交流成分，因Ll电感量较大，感抗较大，对交流成分产生很大的阻碍作用，阻止了交流电通过Cl流到负载Rx这样，通过电感Ll的滤波，从单向脉动性直流电中取出了所需要的直流电压+U。
有源电力滤波器的基本原理
有源电力滤波器基本原理及设备目录一．APF 的系统构成 ................................................................ 错误！未定义书签。
二．APF 特性 ............................................................................ 错误！未定义书签。
三.APF的组成和功能 ................................................................ 错误！未定义书签。
四．技术参数及规格型号 ........................................................ 错误！未定义书签。
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六、谐波无功节能...................................................................... 错误！未定义书签。
七、谐波无功治理设备的选择.................................................. 错误！未定义书签。
有源电力滤波器是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿，其应用可克服LC滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺点。
有源电力滤波器的基本原理如下图所示：检测补偿对象的电压和电流，经指令电流运算电路计算得出补偿电流的指令信号，该信号经补偿电流发生电路放大，得出补偿电流，补偿电流与负载电流中要补偿的谐波及无功等电流抵消，最终得到期望的电源电流。
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有源滤波电路图原理
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有源滤波电路图原理
为了提高滤波效果，解决π型RC滤波电路中交、直流分量对R 的要求相互矛盾的问题，在RC电路中增加了有源器件-晶体管，形成了RC有源滤波电路。
常见的RC有源滤波电路如图所示。
它实质上是由C1、Rb、C2组成的π型RC滤波电路与晶体管T 组成的射极输出器联接而成的电路。
该电路的优点是：
1．滤波电阻Rb 接于晶体管的基极回路，兼作偏置电阻，由于流过Rb 的电流入很小，为输出电流Ie的1／（1＋β），故Rb可取较大的值（一般为几十k Ω），既使纹波得以较大的降落，又不使直流损失太大。
2．滤波电容C2接于晶体管的基极回路，便可以选取较小的电容，达到较大电容的滤波效果，也减小了电容的体积，便于小型化。
如图中接于基极的电容C2 折合到发射极回路就相当于（1＋β）C2的电
容的滤波效果（因 ie = （1+ β ）ib之故）。
3．由于负载凡接于晶体管的射极，故 RL上的直流输出电压UE≈UB，即基本上同RC无源滤波输出直流电压相等。
这种滤波电路滤波特性较好，广泛地用于一些小型电子设备之中。