为了解决这些问题，专家学者们做了许多研究和探讨，其中最有代表意义的是有源电力滤波器。例如，作为教育部电能质量工程研究中心的上海宝钢安大电能质量有限公司成功研制了PQFA低压有源电力滤波器。这些企业和院校对有源电力滤波器的理论研究和产品研发，有的已经接近或者达到了国际一流水平。图3-2所示为最基本的有源电力滤波器系统构成的原理图。有源电力滤波器由两大部分组成，即指令电流运算电路和补偿电流发生电路。......
2023-06-23
实验原理：二阶有源滤波器的幅频特性及电路参数解析
【摘要】：图2.8.1四种滤波电路的幅频特性示意图具有理想幅频特性的滤波器是很难实现的，只能用实际的幅频特性去逼近理想的。图2.8.2所示为典型的二阶有源低通滤波器。图2.8.3二阶高通滤波器电路性能参数 AuP、f0、Q 各量的函义同二阶低通滤波器。图 2.8.3为二阶高通滤波器的幅频特性曲线，可见，它与二阶低通滤波器的幅频特性曲线有“镜像”关系。图2.8.5二阶带阻滤波器电路性能参数如下：通带增益中心频率带阻宽度选择性
由 RC 元件与运算放大器组成的滤波器称为 RC 有源滤波器，其功能是让一定频率范围内的信号通过，抑制或急剧衰减此频率范围以外的信号。可用在信息处理、数据传输、抑制干扰等方面，但因受运算放大器频带限制，这类滤波器主要用于低频范围。根据对频率范围的选择不同，可分为低通（LPF）、高通（HPF）、带通（BPF）与带阻（BEF）等 4 种滤波器，它们的幅频特性如图 2.8.1 所示。
图2.8.1 四种滤波电路的幅频特性示意图
具有理想幅频特性的滤波器是很难实现的，只能用实际的幅频特性去逼近理想的。一般来说，滤波器的幅频特性越好，其相频特性越差，反之亦然。滤波器的阶数越高，幅频特性衰减的速率越快，但 RC 网络的节数越多，元件参数计算越繁琐，电路调试越困难。任何高阶滤波器均可以用较低的二阶 RC 有滤波器级联实现。
1.低通滤波器（LPF）
低通滤波器用来通过低频信号、衰减或抑制高频信号。
图2.8.2（a）所示为典型的二阶有源低通滤波器。它由两级RC滤波环节与同相比例运算电路组成，其中第一级电容C接至输出端，引入适量的正反馈，以改善幅频特性。
图2.8.2（b）为二阶低通滤波器的幅频特性曲线。
图2.8.2 二阶低通滤波器
电路性能参数如下：
AuP=1+
——二阶低通滤波器的通带增益；
f0=
——截止频率，它是二阶低通滤波器通带与阻带的界限频率；
Q=
——品质因数，它的大小影响低通滤波器在截止频率处幅频特性的形状。
2.高通滤波器（HPF）
与低通滤波器相反，高通滤波器用来通过高频信号，衰减或抑制低频信号。
只要将图 2.8.2 所示低通滤波电路中起滤波作用的电阻、电容互换，即可变成二阶有源高通滤波器，如图2.8.3（a）所示。高通滤波器性能与低通滤波器相反，其频率响应和低通滤波器是“镜像”关系，仿照LPH分析方法，不难求得HPF的幅频特性。
图2.8.3 二阶高通滤波器
电路性能参数 AuP、f0、Q 各量的函义同二阶低通滤波器。
图 2.8.3（b）为二阶高通滤波器的幅频特性曲线，可见，它与二阶低通滤波器的幅频特性曲线有“镜像”关系。
3.带通滤波器（BPF）
带通滤波器的作用是只允许在某一个通频带范围内的信号通过，而比通频带下限频率低和比上限频率高的信号均加以衰减或抑制。
典型的带通滤波器是将二阶低通滤波器中的一级改成高通而成。如图2.8.4（a）所示。
电路性能参数如下：
通带增益
中心频率
通带宽度
选择性
此电路的优点是改变 Rf和 R4的比例，就可以改变频宽而不影响中心频率。
图2.8.4 二阶带通滤波器
4.带阻滤波器（BEF）
如图 2.8.5（a）所示，带阻滤波器的性能和带通滤波器相反，即在规定的频带内，信号不能通过（或受到很大衰减或抑制），而在其余频率范围，信号则能顺利通过。
在双T网络后加一级同相比例运算电路，就构成了基本的二阶有源BEF。
图2.8.5 二阶带阻滤波器
电路性能参数如下：
通带增益
中心频率
带阻宽度
选择性
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2023-06-23
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2023-06-25
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