无源滤波器计算表
4-无源滤波器(PPF)
若不考虑滤波器连接处系统阻抗的影响，则 Q 值越大， ������fn 越小，滤波效果越好。Q=∞时， Rfn=0 ， ������������������ = 2δe������ X0 ，在给定的 X0 和 δ eq 下， 谐波电压最小，但实际下电感线圈总有一定的 电阻，Q必定为有限值。如果某一Q值下谐波电 压达不到滤波要求，应减小X0 ，降低Q值。
使用有源电力滤波器进行谐波治理
治理效果好，节能、节材，是谐波治理技术的最新发展方向，有着广阔 的发展前景。
2
治理 谐波
无源电力滤波 器
利用电容器、电抗器 和电阻器的适当组合而 构成的滤波装置。其具 有结构简单、维护方便 等优点,但只能抑制固定 次谐波、其滤波效果受 系统阻抗及频率变化影 响、且体积庞大、易与 系统发生谐振。
26
单调谐滤波器的设计
1．单调谐波器的失谐
滤波器阻抗偏离其极小值，使滤波效果变差，这种情况称为滤波器的失谐。 电力系统运行时频率偏差（实际频率fs与额定频率fsn不一致）
条 件
电容器、电感线圈的参数变化（环境温度、自身发热、绝缘老化）
设计时常将由参数偏差 ΔL和 ΔC 所引起的谐振频率相对变化量， 应用谐振频率与 ������������成反比关系，等效地近似处理为系统频率的偏 差，从而得到总的等值频率偏差或总失谐度
优点：双调谐滤波器投资较小，且基波损耗较小； 缺点：其结构相对比复杂，调谐困难，故应用还较少。
10
二、LC无源滤波缺点
容量固定 参数易 变化 容易 谐振 消耗大量 有色金属
效果不好！
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LC 缺点一
不能完全滤除谐波
Z5
Ih
LC滤波支路是低阻分流原理，支路电阻与变压器内阻并联，反比分流，
基于Simulink的无源滤波器的设计
基于Simulink的无源滤波器的设计摘要：为了防止电力输送时，传输电路产生的节点电压和线路电流波形产生的畸变，在进入某高校研究所后对电气设备造成较大的损害，通过Simulink软件对其进行无源滤波器的仿真设计，并对其参数进行计算。
通过对加入滤波器前后的不同的波形比较分析，显示谐波电流含有率、总谐波电流含有率等电能指标都得到了改善，确定了该设计的可行性。
关键词：无源滤波器；Simulink仿真；谐波；设计Passive filter design based on Simulink and parameters optimizationTIANHE COLLEGE OF GUANGDONG POLYTECHNIC NORMAL UNIVERSITY，School of Electrical and Electronic，GUANGDONG GUANGZHOU，510540Abstract：In order to avoid the distortion of node voltage and line current waveform produced by the transmission circuit，after entering a university institute，the electrical equipment is greatly damaged，the passive filter is simulated by Simulink software，and its parameters are calculated.Through the comparison and analysis of different waveforms before and after the filter is added，the energy indexes such as harmonic current and total harmonic current are improved，and the feasibility of the design is confirmed.Keyword：passive filter，Simulink，simulation，harmonic wave，design 引言随着现代非线性负载的大量使用，导致这些负载系统产生大量的谐波，传输线路的节点电压及线路电流的波形产生畸变，从而使得电能质量和设备使用寿命的降低并导致经济损失。
无源电力滤波器的设计与调试_secret
4
1、滤波器参数选择原则 原则：最小投资；母线 THDU 和进入系统的谐波电流最小；满足无功补偿的要求；保证 安全、可靠运行。
参数设计、选择前必须掌握的资料： 1）系统主接线和系统设备（变压器、电缆等）资料； 2）系统和负荷的性质、大小、阻抗特性等； 3）谐波源特性（谐波次数、含量、波动性能等）； 4）无功补偿要求；要达到的滤波指标； 5）滤波器主设备参数误差、过载能力、温度等要求 以上资料是滤波器参数选择、设计必要条件。 本案例 1 段母线滤波器接线（图纸拷贝）……。
4）参数设计涉及技术指标、安全指标和经济指标，往往需经多个方案比较后才能确定。 4、滤波器方案与参数的分析计算
1）确定滤波器方案 确定用几组单调谐滤波器，选高通滤波器截止频率，以及用什么方式满足无功补偿的要 求。 例如：三相全波整流型谐波源，可设 5、7、11 次单调谐滤波器，高通滤波器截止频率 选 12 次。无功补偿要求从容量需求平衡角度，通过计算综合确定。 2）滤波器基本参数的分析 电容器基本参数：额定电压 UCN、额定容量 QCN、基波容抗 XC，而 XC=3 U2CN/ QCN （这里 QCN 是三相值）。 为保证电容器安全运行，电压应限制在一定范围内。
1 段母线补偿电容器和滤波器同时运行仿真示例：
仅滤波器投入运行的仿真示例。……。
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四、设备定货、施工和现场调试
1、拟合标准指标与产品定货 按设计参数选配、拟合标准规格电容器，考虑电抗器调节范围，提出温升、耐压、损耗 等指标。 电容器要求+误差，电抗器±5%可调，电容器质量…。 注意滤波电容器，干式、油侵电容器等问题……。 2、工程施工需要注意的问题 LC 滤波器属工程，结合用户现场条件、情况，设计单位应提供完善的工程资料，安装、 施工要求；由于滤波器现场安装，要求工程单位按设计施工、保证质量；做详细安装检查， 保证连接正确，防止相序、设备接线错误 案例施工中的问题：连接、保护…… 3、现场调试主要要求和方法 1）要求：保证系统可靠运行，避免系统与滤波器谐振造成的谐波放大；投切过电压限 制在有效范围内；保证滤波本身安全运行，不会导致电容、电感、电阻等不发生稳态过负荷， 以及投、切时的过电压、过电流不损坏本体设备。 其中，多数与设计有关……。 2）步骤：测量各种工况谐波；计算系统和滤波器频率特性，研究是否可能出现谐波放 大，决定滤波器是正调偏还是负调偏；计算调整后的过电压、过电流；分析、考虑配置的保 护，避雷器对投切、断路器重燃过电压有重要作用；编写滤波器投入方案，测量考核滤波效 果。
施耐德电气 Ecosine Evo 全性能无源谐波滤波器数据表说明书
DATA SHEET Ecosine Evo Ecosine Evo FN3440Ecosine evo, 400 VAC 50 Hz Full Performance Passive Harmonic FiltersThe industry standard for 6-pulse rectifier and motor drivesFilters for diode rectifier without DC-link choke and thyristor rectifierBest-in-class partial load performance Most compact design Plug and play, ready to useTechnical SpecificationsNominal operating voltage 3 x 380 VAC to 415 VAC ±10%Operating frequency50 Hz ±1 Hz Nominal motor drive input power rating 1.1 to 250 kW Total harmonic current distortion THDi*≤5% at rated powerEfficiency>98% for rated voltage and powerOverload capability 1.6x rated current for 1 minute, once per hour SCCR**100 kAHigh potential test voltage P –> E 2160 VAC (1 s)Overvoltage category OV III (IEC 60664-1 / UL 61800-5-1)Earthing System TN, TT, IT Protection category IP 00, IP 20CoolingInternal fan cooling or external cooling***Ambient temperature range–25°C to +45°C fully operational+45°C to +70°C derated operation****–25°C to +85°C transport and storageDesign corresponding toFilter: UL 61800-5-1, EN 61800-5-1Chokes: EN 61558-2-20 or EN 60076-6Flammability corresponding to UL 94 V-2MTBF @ 45°C/400 V (Mil-HB-217F)>200,000 hoursSystem requirements: THDv <2%, line voltage unbalance <1%*Note: performance specifications in this brochure refer to six-pulse diode rectifiers.SCR rectifier front-ends will produce different results, dependent upon the firing angle of the thyristors.THDi ~5% at rated power for filter <6 kW/HPExternal UL-rated fuses required. Please consult the user manual.**Please check the inlet air flow required for cooling table further in this document and the usermanual.***Iderated = Inominal*√((Tmax-Tamb)/(Tmax-Tnominal)) = Inom*√((70°C-Tamb)/25°C)****Approvals & Compliances(depending on filter configuration)Features and BenefitsTypical ApplicationsSchaffner ecosine harmonic filters represent an economical solution to the challenge of load-applied harmonics mitigation in three-phase power systems. With a plug-and-play approach and more compact dimensions than comparable products, they can be quickly installed and easily commissioned. They increase the reliability and service life of electric installations, help utilize electric sytem capacity better, and are the key to meet Power Quality standards such as IEEE 519.Ecosine filters reshape your distorted current back to the desired sinusoidal waveform. Schaffner ecosine filters can be applied to virtually any kind of power electronics with front-end six-pulserectifiers, 3-phase diode or thyristor bridges, where harmonic current distortion needs to be reduced to defined limits.Equipment with front-end six-pulse rectifier Motor drivesFactory automation equipment Water/wastewater treatment facilities Fan and pump applications HVAC installations Mission-critical processes DC fast chargersTypical electrical schematic(all configurable optional functionalities shown)@ 400 V/50 Hz input current input current losses size[kW][Arms]***[Arms][kg][W]****FN 3440-1-110-E0_ _ _ _ _* 1.1 3.0 1.63761110A FN 3440-2-110-E0_ _ _ _ _* 2.2 5.5 3.261087110A FN 3440-4-112-E0_ _ _ _ _* 4.010 5.9313135112B FN 3440-6-112-E0_ _ _ _ _* 5.5138.1717183112C FN 3440-8-112-E0_ _ _ _ _*7.51611.121256112C FN 3440-11-113-E0_ _ _ _ _112416.328287113D FN 3440-15-113-E0_ _ _ _ _153222.232359113D FN 3440-19-113-E0_ _ _ _ _193828.233343113D FN 3440-22-115-E0_ _ _ _ _224532.548460115E FN 3440-30-115-E0_ _ _ _ _306044.449570115E FN 3440-37-115-E0_ _ _ _ _377554.860581115E FN 3440-45-115-E0_ _ _ _ _459066.767783115E FN 3440-55-115-E0_ _ _ _ _5511081.669858115E FN 3440-75-116-E0_ _ _ _ _751501111181036116G FN 3440-90-116-E0_ _ _ _ _901801341391166116G FN 3440-110-118-E0_ _ _ _ _1102101641581365118H FN 3440-132-118-E0_ _ _ _ _**1322601971761392118H FN 3440-160-118-E0_ _ _ _ _**1603202402021462118H FN 3440-200-118-E0_ _ _ _ _**2004003002101644118H FN 3440-250-119-E0XXSXX2505303763241746119J*Filter rating which does not require forced cooling or fan module**Filter rating which does not require RC damping module for rectifiers with EMI filter***Motor drive input current without harmonic filter****Typical losses @ 45°C, 400 V, 50 Hz and rated load powerFilter Power TerminalsTerminal designation*Screw thread Flex wire AWG Flex wire Screw torque value Max width**Frame sizecable lug[mm2][Nm][mm]110M314-220.4-2.50.57A 112M410-220.4-6 1.210B, C 113M66-180.75-16315D 115M81/0-810-50815E, F 116M83/0-810-95817G 118M103/0-500 kcmil95-2401035H 119M16350-750 kcmil185-4001048J*Recommended connector type: wire or cable lug for 110 to 113, only cable lug for 115 to 119** To fulfill creepage/clearance acc. UL 61800-5-1 without additional protection (insulation). Creepage/clearance can vary depending on applicable standard and must be reviewed by customer. Creepage/clearance may be reduced when additional protection (insulation) is provided.Filter Signal And Earth TerminalsTerminal type Screw thread Screw torque value Frame size[Nm]Signal M3*0.5All Earth (PE)M5 2.2A Earth (PE)M64B, C Earth (PE)M89D, E Earth (PE)M1017F, G, H Earth (PE)M1225J*Max width cable lug = 7 mm@ 400 V/50 Hz input current input current losses size[kW][Arms]***[Arms][kg][W]****FN 3440-1-110-E2_ _ _ _ _* 1.1 3.0 1.63861110A FN 3440-2-110-E2_ _ _ _ _* 2.2 5.5 3.261187110A FN 3440-4-112-E2_ _ _ _ _* 4.010 5.9315135112B FN 3440-6-112-E2_ _ _ _ _* 5.5138.1719183112C FN 3440-8-112-E2_ _ _ _ _*7.51611.123256112C FN 3440-11-113-E2_ _ _ _ _112416.332287113D FN 3440-15-113-E2_ _ _ _ _153222.236359113D FN 3440-19-113-E2_ _ _ _ _193828.237343113D FN 3440-22-115-E2_ _ _ _ _224532.553460115E FN 3440-30-115-E2_ _ _ _ _306044.455570115E FN 3440-37-115-E2_ _ _ _ _377554.866581115E FN 3440-45-115-E2_ _ _ _ _459066.773783115E FN 3440-55-115-E2_ _ _ _ _5511081.675858115E FN 3440-75-116-E2_ _ _ _ _751501111261036116G FN 3440-90-116-E2_ _ _ _ _901801341471166116G FN 3440-110-118-E2_ _ _ _ _1102101641751365118H FN 3440-132-118-E2_ _ _ _ _**1322601971941392118H FN 3440-160-118-E2_ _ _ _ _**1603202402191462118H FN 3440-200-118-E2_ _ _ _ _**2004003002271644118H FN 3440-250-119-E2FASXX2505303763501746119J*Filter rating which does not require forced cooling or fan module**Filter rating which does not require RC damping module for rectifiers with EMI filter***Motor drive input current without harmonic filter**** Typical losses @ 45°C, 400 V, 50 Hz and rated load powerFilter Power TerminalsTerminal designation*Screw thread Flex wire AWG Flex wire Screw torque value Max width**Frame sizecable lug[mm2][Nm][mm]110M314-220.4-2.50.57A 112M410-220.4-6 1.210B, C 113M66-180.75-16315D 115M81/0-810-50815E, F 116M83/0-810-95817G 118M103/0-500 kcmil95-2401035H 119M16350-750 kcmil185-4001048J*Recommended connector type: wire or cable lug for 110 to 113, only cable lug for 115 to 119** To fulfill creepage/clearance acc. UL 61800-5-1 without additional protection (insulation). Creepage/clearance can vary depending on applicable standard and must be reviewed by customer. Creepage/clearance may be reduced when additional protection (insulation) is provided.Filter Signal And Earth TerminalsTerminal type Screw thread Screw torque value Frame size[Nm]Signal M3*0.5All Earth (PE)M5 2.2A Earth (PE)M64B, C Earth (PE)M89D, E Earth (PE)M1017F, G, H Earth (PE)M1225J*Max width cable lug = 7 mm(Filters do not contain fan and do not contain aux. power supply )Table 1: Filter Configurations If External Air Flow Is Available For Cooling- For rectifiers without DC-link choke- For rectifiers without DC-link choke- Filters contain trap disconnectjumperE0XXJXX- For rectifiers without DC-link choke and with EMI filter - Filters contain RC damper moduleE0XXXRX- For rectifiers without DC-link choke and with EMI filter - Contain RC damper moduleand trap disconnect jumperE0XXJRX2022(Filters contain fan and aux. power supply )Table 2: Filter Configurations With Embedded Ventilation- For rectifiers without DC-link choke - Filters contain fan, aux. power supply- For rectifiers without DC-link choke - Filters contain fan, aux. powersupply and trap disconnect jumper- For rectifiers without DC-link choke and with EMI filter - Filters contain fan, aux. power supply and RCdamper module- For rectifiers without DC-link choke and with EMI filter - Filters contain fan, aux. power supply, RC damper module and trap disconnect jumper(Filters contain fan but do not contain aux. power supply , user should provide aux. power supply to the fan)Table 3: Filter Configurations If External Aux. Power Supply For The Fan Is Available- For rectifiers without DC-link choke- Filters contain fan- For rectifiers without DC-link choke- Filters contain fan and trap disconnect jumperE0FXJXX and E2FXJXX - For rectifiers without DC-link choke and with EMI filter - Filters contain fan and RC damper moduleE0FXXRX and E2FXXRX - For rectifiers without DC-link choke and with EMI filter - Contain fan, RC damper moduleand trap disconnect jumperE0FXJRX and E2FXJRX Table 4: 250 KW Filter Configuration- For rectifiers without DC-link choke- Filters contain circuit breaker- For rectifiers without DC-link choke- Filters contain fan aux. power supply and circuit breakerE2FASXX2022Mechanical Data Of IP 00 EnclosureFrame sizes G and H2022 DimensionsFrame Drill pattern Base Volume[mm][mm][mm]R S T U X Y Z A3401207360302160185 B4051207425370180206 C4601507483430210221 D54018011560491260252 E68022011705635290319 F73025011752684340343 G92028011960863353396 H11153901111501053462456 J13484801114001300550555Inlet Air Flow Required For CoolingFrame size Min air volume*[m3/h]A, B, C0D128E204G408H612J816* External air flow required for filter configurations without embeddedventilation2022Mechanical Data Of IP 20 EnclosureFrame sizes E-H2022 DimensionsFrame Drill pattern Base Volume[mm][mm][mm]R S T U X Y Z V A3401207360302160185B4051207425370180206C4601507483430210221D54018011560491260252E68022011705635290319F73025011752684340343G92028011960863353396H11153901111501053462456J134848011140013005505551455Inlet Air Flow Required For CoolingFrame size Min air volume*[m3/h]A, B, C0D128E204G408H612J816* External air flow required for filter configurations without embeddedventilation2022To find your local partner within Schaffner‘s global network © 2022 Schaffner GroupThe content of this document has been carefully checked and understood.However,neither Schaffner nor its subsidiaries assume any liability whatsoever for any errors or inaccuracies of this document and the consequences thereof.Published specifica-tionsw are subject to change without notice.Product suitability for any area of application must ultimately be determined by the customer.In all cases,products must never be operated outside their published specifications.Schaffner does not guarantee the availability of all published products.This disclaimer shall be governed by substantive Swiss law and resulting disputes shall be settled by the courts at the place of business of Schaffner Holding test publications and a complete disclaimer can be downloa-ded from the Schaffner website.All trademarks recognized.Headquarters, Global Innovation and DevelopmentSwitzerlandSchaffner Group Industrie Nord Nordstrasse 11e 4542Luterbach+41 32 681 66 26******************Sales and Application CentersSwitzerlandSchaffner EMV AG Industrie Nord Nordstrasse 11e 4542Luterbach+41 32 681 66 26******************************ChinaSchaffner EMC Ltd. 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无源滤波器频率响应的分压系数级乘计算方法
[1] 李钟慎 , 洪健 . 基于改进型 Butterworth 传递函数的高
阶低通滤波器的有源设计 [ J ]. 电子测量与仪器学报 ,
2008 ( 2 ) [2] 李钟慎 . 基于 MATLAB 设计巴特沃斯低通滤波器 [ J ].
信息技术 , 2003 ( 3 )
UN = U ou t
× …×
U2
U3
×
…×
UN - 1
= ∏dn ( 7 )
n =2
(6)
则有传输系数
将式 ( 7 )表述的计算方法称为分压系数级乘方 法 ,具体到 LC 网络滤波器 , 如图 3 所示的是 LC 网 络滤波器的两种典型情况 ,图中 L 表示电感 , C 和 Ct 均表示电容 。
图 3 两种典型的无源滤波器 LC等效电路
将图 3 所示 LC 网络其变换为图 1 所示阻抗网 络形式 ,对于图 3 ( a )有 :
A1 = An =
相频响应 。
1
2 测量比对
我们以 Trilithic公司的 6LCD - 500 同轴低通滤 波器为典型 ,使用分压系数级乘法计算了滤波器的 频率响应曲线 ,并且和实际测量结果进行了比对 ,证 实了计算方法的正确性 。图 4 是 6LCD - 500 滤波 器的等效阻抗网络图 。实际测量使用 Agilent公司 E8363 矢量网络分析仪 , 由于滤波器的通带带宽为 500MHz,所 以 矢 量 网 络 分 析 仪 扫 频 范 围 设 置 为 10MHz～1GHz,扫频点点数为 12801, 为了获得比较 大的测量动态范围 , 扫频功率设置为 0dBm。将测 量结果存储为数据文件 , 然后通过 M atlab 软件复现 出来 ,计算和测量的比对分别如图 5、 图 6 所示 。
第5章无源电力滤波器设计及应用实例
= hω1 ）的阻抗为：
Zh
=
Rh
+
j(ωh L −
1 )
ωhC
=
Rh
+
j(hω1L −
1 )
hω1C
（5-1）
单调谐滤波器的阻抗频率特性如图5-1（b）所示, 它利用 R、L、C 串联谐振电路在谐
振点呈现低阻抗的原理，如将电路谐振点调谐到h次谐波上，此时 Z h = Rh ，Rh 为电阻R在h
次谐波下的阻值。由于R很小，h次谐波电流主要由R 分流，很少流入电网中。而对于其他 次谐波，滤波器呈现较大的阻抗，所以分流很小。因此，只要将滤波器的谐振频率设定为与 需要滤除的谐波频率一致，则该次谐波电流将大部分流入滤波器，从而起到滤除该次谐波的 目的。
5.3 滤波器设计要求和步骤
5.3.1 滤波器设计的要求
滤波器的设计应满足两个基本要求： 1．以最小的投资使谐波源注入系统的谐波减小到国家标准规定的允许水平。 2．满足基波无功补偿的要求。 在满足上面两个基本要求的前提下，滤波装置的设计涉及到以下一些指标： （1） 技术指标，包括滤波器构成、谐波电压、谐波电流、无功补偿容量； （2） 安全指标，包括电容器的过电压、过电流、容量平衡；
（5-3）
X T1 —基波时变压器绕组电抗。
3．其他用电负荷
除去提升机变流器外矿上的其他负荷可采用图5-6所示的等值电路。
为了计算等效参数，需要统计未投入并联电
容器时全矿井24小时的有功电度和无功电度，从
中减去提升机的有功电度和无功电度，即为全矿其
他负荷的一天内的有功电度和无功电度，进而可以
计算出有功功率 P 和无功功率 Q 。
接线的整流变压器使二次电压移相 30 0 ，组成 12 脉动整流装置，使 5、7、17、19，…次谐
有源、无源滤波器
有源、无源滤波器一、实验目的1、熟悉滤波器构成及其特性。
2、学会测量滤波器幅频特性的方法。
二、实验仪器1、双踪示波器1台2、信号源及频率计模块块3、抽样定理及滤波器模块 1块三、实验原理滤波器是一种能使有用频率信号通过而同时抑制（或大为衰减）无用频率信号的电子装置。
工程上常用它作信号处理、数据传送和抑制干扰等。
这里主要是讨论模拟滤波器。
以往这种滤波电路主要采用无源元件R 、L 和C 组成，60年代以来，集成运放获得了迅速发展，由它和R 、C 组成的有源滤波电路，具有不用电感、体积小、重量轻等优点。
此外，由于集成运放的开环电压增益和输入阻抗均很高，输出阻抗又低，构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用。
但是，集成运放的带宽有限，所以目前有源滤波电路的工作频率难以做得很高，这是它的不足之处。
基本概念及初步定义 1、初步定义滤波电路的一般结构如图4-1所示。
图中的)(1t v 表示输入信号，)(0t v 为输出信号。
假设滤波器是一个线性时不变网络，则在复频域内有A （s ）＝Vo(s)/Vi(s)图4-1 滤波器电路的一般结构式中A （s ）是滤波电路的电压传递函数，一般为复数。
对于实际频率来说（s=jω）则有A （j ω）＝│A （j ω）│ej φ(ω) （4-1） 这里│A （j ω）│为传递函数的模，φ(ω)为其相位角。
二阶RC 滤波器的传输函数如下表所示：此外，在滤波电路中关心的另一个量是时延τ（ω），它定义为)()()(s d d ωωϕωτ-= （4-2） 通常用幅频响应来表征一个滤波电路的特性，欲使信号通过滤波器的失真很小，则相位和时延响应亦需考虑。
当相位响应φ(ω)作线性变化，即时延响应τ(ω）为常数时，输出信号才可能避免失真。
2.滤波电路的分类对于幅频响应，通常把能够通过的信号频率范围定义为通带，而把受阻或衰减的信号频率范围称为阻带，通带和阻带的界限频率叫做截止频率fc 。
5.二阶无源低通滤波器
5.二阶无源低通滤波器二阶低通滤波器设计一：实验目的.设计、焊接一个二阶低通滤波器，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，使得低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1.4 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169.706 167.869 0.0945 0.018π实测电路0.468 0.440 0.0536 0π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，该信号能够通过，输入输出波形间有较小相位差和较小衰减。
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=1kHz 时正弦信号仿真波形图图1.6 f=300Hz 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169.631 121.047 2.931 0.140π实测电路0.480 0.328 3.307 0.120π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。
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169.479 9.878 24.689 0.375π实测电路0.476 0.032 23.449 0.25π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,该信号不能够通过，输入输出波形间有较大的相位差和较大衰减。
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（三）、 自动计算陡度系数As（Ω s）。根据陡度系数As、反射系数ρ 、反射损耗Aρ 、最小衰减Amin 等参数从图2-34中选择电路阶数N： 低通As= 3.45 高通As= 1.10 带通As= 1.17 带阻As= 1.15 Amin+Aρ = 83.90 (dB) Amin+Aρ = 83.90 (dB) Amin= 70.00 (dB) Amin= 70.00 (dB)
n=2~10(0.01~1dB纹波）的QBSF低通原型滤波器参数
②
阶 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
g1
g2
g3
g4
g5
g6
g7
g8
g9
g10
1.6325 1.5046 1.7896 1.7822
1.436 1.4436 1.2961 1.2921
1.6325 2.4050 2.7177 2.7162 1.4436 1.3848 1.3922 1.5046 2.7177 2.7734 1.2961 1.3922 1.7896 2.7162 1.2921 1.7822
C 117.38 0.00 0.00 212.03 17.98 139.62 0.00 0.00 0.00 216.37 19.31 211.91 0.00 0.00 0.00 ω = 9.08E+08
C
0.00 17.92 0.00
139.04 0.00
0.00
L C 117.38 10.33 0.00 #DIV/0! 212.03 5.72 0.00 #DIV/0! 216.37 5.61 0.00 #DIV/0!
nH
pF C L
nH C
Pf
nH
L
#DIV/0! 9.69 #DIV/0! 9.03 #DIV/0!
1.25 #DIV/0! 0.82 #DIV/0!
#DIV/0! 9.72 #DIV/0!
1.25 #DIV/0!
#DIV/0!
④
带通
阶ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1 2
将QBSF低通滤波器去归一化的C、L值： nH pF nH pF 0.00 0.00 0.00
pF
nH L
pF L
nH
pF
C 0.00 31.61 0.00 33.96 0.00
C
245.54 0.00 372.67 0.00
0.00 31.52 0.00
244.52 0.00
0.00
③
高通
阶 1
n=2~10的QBSF原型滤波器参数(高通） g1 g2 g3 g4 g5 #DIV/0!
（将低通的电容变电感，值取倒数。电感亦然。） g6 g7 g8 g9 g10
7.35 #DIV/0! 4.07 #DIV/0! 3.99 #DIV/0! ω=
L #DIV/0! 47.97 6.18 #DIV/0! #DIV/0! 44.66 4.07 #DIV/0! #DIV/0! 8.35E+08
L
#DIV/0! 48.12 #DIV/0!
6.20 #DIV/0!
#DIV/0!
C L 7.35 195.04 #DIV/0! #DIV/0! 4.07 352.29 #DIV/0! #DIV/0! 3.99 359.51 #DIV/0! #DIV/0!
C L #DIV/0! #DIV/0! 29.87 47.97 #DIV/0! #DIV/0! 32.08 44.66 #DIV/0! #DIV/0!
0.6126 #DIV/0! 0.4158 #DIV/0! 0.3680 #DIV/0! 0.3682 #DIV/0! H F
#DIV/0! 0.6927 #DIV/0! 0.7221 #DIV/0! 0.7183 #DIV/0!
0.6646 #DIV/0! 0.3680 #DIV/0! 0.3606 #DIV/0!
QBSF多电感型滤波器
滤波器要求(给定条件）计算： （一）、 给定通带波纹 RdB= 0.18 (dB)， 或者直接给出反射损耗Aρ 13.98 可求出ρ 20.15 %，再求出反射损耗 Aρ 为 20.00 %。 13.91 (dB)
（dB），可求出反射系数ρ =
注意：二者只给出一个参数！就可以得出有用的参数ρ 及Aρ ，目的是求出反射系数和反射损耗值供查图2-86估算电路阶数用。 将上述求出的有用参数填入下框中： (a) 反射系数 20.00 (%) (c) 阻抗 75 (Ω ) 手工输入 手工输入 (b) 反射损耗 13.90 (dB) (d) 最小衰减 70 (dB) （二）、 低通滤波器带宽条件： 高通滤波器带宽条件： 带通滤波器带宽条件： 截止频率 87 （MHz） 截止频率 950 （MHz） 低截止频率 87 （MHz） 手工输入 衰减频率 300 （MHz） 衰减频率 862 （MHz） 高截止频率 240 （MHz） 低衰减频率 68 （MHz） 高衰减频率 260 （MHz） 中心频率f0 1.44E+02 （MHz） L L 几何频率f12 3.07E+02 （MHz） 几何频率f21 8.03E+01 （MHz） C C Δ f1-2 2.39E+02 （MHz） Δ f2-1 1.80E+02 （MHz） 带通宽度Fc 1.53E+02 （MHz） 实用多电感原型 阻带宽度 1.80E+02 （MHz） 带阻Q值 0.944439 带阻滤波器带宽条件： 低截止频率 68 （MHz） 高截止频率 260 （MHz） 低衰减频率 87 （MHz） 高衰减频率 240 （MHz） 中心频率f0 132.9662 （MHz） 几何频率f12 203.2184 （MHz） 几何频率f21 73.66667 （MHz） Δ f1-2 116.2184 （MHz） Δ f2-1 166.3333 （MHz） 带通宽度Fc 192 （MHz） 阻带宽度 166.3333 （MHz） 带阻Q值 0.692532
0.25dB 0.25dB 0.5dB 0.5dB
低通
阶
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Lr = Cr=
1.37E-07 2.44E-11
H F
QBSF多电感型低通滤波器去归一化C、L值： nH pF nH pF nH 0.00 0.00 0.00 223.98 35.03 223.98 0.00 0.00 0.00 0.00 206.44 35.21 329.97 35.21 206.44 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 245.54 31.61 372.88 33.78 372.88 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 244.52 31.52 372.67 33.96 380.52 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
nH
pF
nH L
pF L
nH
pF
3 4 5 6 7 8 9 10
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
127.36 19.92 127.36 0.00 0.00 0.00 0.00 117.38 20.02 187.63 20.02 0.00 0.00 0.00 0.00 139.62 17.98 212.03 19.21 0.00 0.00 0.00 0.00 139.04 17.92 211.91 19.31 0.00 0.00 0.00 0.00 上表格中电容并电感、电感串电容得： 0.00 L #DIV/0! C 0.00 #DIV/0! L #DIV/0! 0.00 C 127.36 60.91 127.36 L 9.53 19.92 9.53 C 0.00 #DIV/0! 0.00 #DIV/0! #DIV/0! 0.00 #DIV/0! 0.00 117.38 60.59 187.63 60.59 10.33 20.02 6.47 20.02 0.00 #DIV/0! 0.00 #DIV/0! #DIV/0! 0.00 #DIV/0! 0.00 139.62 67.48 212.03 63.16 8.69 17.98 5.72 19.21 0.00 #DIV/0! 0.00 #DIV/0! #DIV/0! 0.00 #DIV/0! 0.00 139.04 67.69 211.91 62.83 8.72 17.92 5.72 19.31 0.00 #DIV/0! 0.00 #DIV/0! #DIV/0! 0.00 #DIV/0! 0.00
L C 139.04 8.72 0.00 #DIV/0!
L C #DIV/0! 0.00
L C
带阻
阶 1 2 3 4 将QBSF高通滤波器以Fc去归一化C、L值： pF nH pF nH #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! 6.77 43.29 6.77 #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! pF
nH
pF C
nH C
Pf
nH
5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
7.35 43.07 4.60 43.07 #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! 6.18 47.97 4.07 44.89 #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! 6.20 48.12 4.07 44.66 #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! 上表格中电容并电感、电感串电容得： #DIV/0! C #DIV/0! L #DIV/0! #DIV/0! C #DIV/0! #DIV/0! L 6.77 33.09 6.77 C 211.62 43.29 211.62 L #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! 7.35 33.27 4.60 33.27 195.04 43.07 311.76 43.07 #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! 6.18 29.87 4.07 31.91 231.98 47.97 352.29 44.89 #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! 6.20 29.78 4.07 32.08 231.02 48.12 352.10 44.66 #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0!