滤波器参数设计(修正版)
非常详细的共模电感及滤波器的设计!(转载)精选全文完整版
⾮常详细的共模电感及滤波器的设计！（转载）看点1 ⼏个简单的实例测验与分析！01 这是⼀个共模电感，如下测量，你觉得测得的电感量是多少？可能有⼀部分会答错。
下⾯来说明⼀下我们知道共模电感的绕法有两种，1 双线并绕，2 两组线圈分开绕。
我们知道共模电感的绕法有两种，1 双线并绕，2 两组线圈分开绕。
1 双线并绕2 两组线圈分开绕正确的答案应该是10mH，下图所⽰。
⼀楼所⽰的测量和如下测量⼀致。
如仍有怀疑，可找个电感测量⼀下便知。
可以理解成两个电感并联，事实上就是两个电感并联，计算结果和测量结果是⼀样的。
两种绕法有何特点？1 双线并绕有较⼩的差模电感有较⾼的耦合电容有较⼩的漏感2 两组线圈分开绕有较⼩的耦合电容有较⾼的漏感因此要根据实际应⽤情况选择绕法。
02 再看看这样测量出来的电感量是多少？为什么？有的⼈可能会回答0mH，有的⼈可能会回答20mH，有的⼈可能会回答10mH。
不过很遗憾都不是，正确的答案L=40mH。
如下图，按右⼿法则已标上电流⽅向和磁通⽅向，从图中可以看出两个线圈的磁通的⽅向是相同的，也就是说磁通是增加的不是相互抵消。
根据磁环电感量计算公式式中：N = 圈数， Ac = 截⾯积， 分母 Mpl = 磁路长度。
注意 N 有平⽅的，⼀组线圈的圈数是N， 则两组线圈的圈数是 2N，将2N代⼊到公式中分⼦有 4N2， 也就是说电感量为 4 倍。
本例则为40 mH。
03 再看看这样测量得到的电感量应该是多少？这样测得的是什么电感量？这个估计很多⼈都知道是0mH，没错，理想状态下就是 0mH。
实际共模电感总有漏感、或差模电感成份，因此按此连接测量得到的数值就是漏感或者叫差模电感。
共模电感中漏感和差模电感是⼀回事，可以称漏感也可称差模电感。
⼀般做得好点的漏感在1-2%左右。
但有时候会特意将差模电感和共模电感做在⼀起，这时候的差模电感量就按实际需要做了。
看点2 共模电感“Z”字形符号是代表什么？共模电感的这个符号应该很常见吧，但是符号中的的 “Z” ⼀样的符号该怎么读？估计很少有⼈知道。
滤波器主要参数与特性指标(优.选)
滤波器的主要参数（Definitions）：中心频率（Center Frequency）：滤波器通带的频率f0，一般取f0=（f1+f2）/2，f1、f2为带通或带阻滤波器左、右相对下降1dB或3dB边频点。
窄带滤波器常以插损最小点为中心频率计算通带带宽。
截止频率（Cutoff Frequency）：指低通滤波器的通带右边频点及高通滤波器的通带左边频点。
通常以1dB或3dB相对损耗点来标准定义。
相对损耗的参考基准为：低通以DC处插损为基准，高通则以未出现寄生阻带的足够高通带频率处插损为基准。
通带带宽（BWxdB）：指需要通过的频谱宽度，BWxdB=（f2-f1）。
f1、f2为以中心频率f0处插入损耗为基准，下降X（dB）处对应的左、右边频点。
通常用X=3、1、0.5 即BW3dB、BW1dB、BW0.5dB 表征滤波器通带带宽参数。
分数带宽（fractional bandwidth）=BW3dB/f0×100[%]，也常用来表征滤波器通带带宽。
插入损耗（Insertion Loss）：由于滤波器的引入对电路中原有信号带来的衰耗，以中心或截止频率处损耗表征，如要求全带内插损需强调。
纹波（Ripple）：指1dB或3dB带宽（截止频率）范围内，插损随频率在损耗均值曲线基础上波动的峰-峰值。
带内波动（Passband Riplpe）：通带内插入损耗随频率的变化量。
1dB带宽内的带内波动是1dB。
带内驻波比（VSWR）：衡量滤波器通带内信号是否良好匹配传输的一项重要指标。
理想匹配VSWR=1：1，失配时VSWR<1。
对于一个实际的滤波器而言，满足VSWR<1 BWdBBWdBdiv> 在入射波和反射波相位相同的地方，电压振幅相加为最大电压振幅Vmax ，形成波腹；在入射波和反射波相位相反的地方电压振幅相减为最小电压振幅Vmin ，形成波节。
其它各点的振幅值则介于波腹与波节之间。
滤波器设计技术方案(DOC)
技术方案总体说明宁夏佳盛远达铝镁新材料有限公司整流机组滤波补偿装置是依据招标文件提供的技术参数，并且参考了同等规模、同类负荷项目的基础上经进一步优化得出,主要参考工程如下:一、本技术方案的特点（1)无功补偿量的确定参考了上述项目的经验,确保不欠补也不过补。
本方案设计单机组总安装容量2６000kｖar，基波补偿容量１９７00kvａr。
（2）滤波装置设５次、7次以及11次高通滤波支路,其中5、7次单调谐支路以补偿为主，同时防止1１次以下非特征谐波放大，11次(高通)作为主滤波通道,以滤除12脉特征谐波.(3)滤波装置采用双星型中性点不平衡电流保护,该保护方式可以很灵敏地检测出电容器内部故障。
同时在滤波支路中加装避雷器和中性点避雷器,以消除由于电容器投切过程中产生的过电压，保护第三绕组系统及电容器装置使其免受到过电压的冲击。
(4)装设滤波补偿成套装置后,公共考核点电能质量能够达到如下指标:滤波补偿装置在电解系列电流5００ KA运行时,以及在8台机组和7台机组运行,以及全系列和半系列运行时，整流机组注入电网的谐波电流及谐波电压畸变率应满足GＢ/T1４5４9—9３国家标准的要求。
电压总谐波畸变率TＨDｕ≤1%。
允许注入公共联接点的谐波电流允许值按国家标准要求考核.在8套机组运行时，整流装置的总功率因数为≥0。
95,任何运行情况下总功率因数≯1；在7套机组运行时,整流装置的总功率因数为≥0。
90，在任何情况下运行均不会产生谐振。
不损坏电容器等设备。
滤波通道设置5次、７次、1１次共３个滤波通道,满足在任何运行方式（8套机组运行或7套机组运行)时,供电系统均不发生谐振，且谐波含量均满足本技术要求中“允许注入公共联接点的谐波电流允许值"要求。
二、本次方案针对铝厂的特殊考虑1、针对国内电解铝行业整流变第三绕组发生事故较多的现象,本方案采取以下措施来保证第三绕组的安全性.装设谐波保护单元,当检测谐波电流超过设计整定值时跳开电容器。
(完整版)有源滤波器的设计
有源滤波器姓名：xxx 班级：XXX 学号: xxx目录一、基本介绍二、工作原理三、有源滤波器的功能作用四、有源滤波器分类五、有源低通滤波器的设计六、总结一、基本介绍滤波器是一种能使有用信号通过而大幅抑制无用信号的电子装置。
在电子电路中常用来进行信号处理、数据传输和抑制噪声等。
在运算放大器广泛应用以前滤波电路主要采用无源电子元件一电阻、电容、电感连接而成，由于电感体积大而且笨重导致整个滤波器功能模块体积大而且笨重。
本文介绍由集成运算放大器、电阻和电容设计有源滤波器，着重讲解低通、高通、带通滤波电路。
二、工作原理有源滤波器工作原理是：用电流互感器采集直流线路上的电流，经A/D 采样，将所得的电流信号进行谐波分离算法的处理，得到谐波参考信号，作为PWM的调制信号，与三角波相比，从而得到开关信号，用此开关信号去控制IGBT单相桥，根据PWM技术的原理，将上下桥臂的开关信号反接，就可得到与线上谐波信号大小相等、方向相反的谐波电流，将线上的谐波电流抵消掉。
这是前馈控制部分。
再将有源滤波器接入点后的线上电流的谐波分量反馈回来，作为调节器的输入，调整前馈控制的误差。
三、有源滤波器的具体功能及作用1、滤除电流谐波可以高效的滤除负荷电流中2~25次的各次谐波，从而使得配电网清洁高效，满足国标对配电网谐波的要求。
该产品真正做到自适应跟踪补偿，可以自动识别负荷整体变化及负荷谐波含量的变化而迅速跟踪补偿，80us响应负荷变化，20ms实现完全跟踪补偿。
2、改善系统不平衡状况可完全消除因谐波引起的系统不平衡，在设备容量许可的情况下，可根据用户设定补偿系统基波负序和零序不平衡分量并适度补偿无功功率。
在确保滤除谐波功能的基础上有效改善系统不平衡状况。
3、抑制电网谐振不会与电网发生谐振，而且在其容量许可范围内还可以有效抑制电网自身的谐振。
这是无源滤波装置无法做到的。
4、多种保护功能具备过流、过压、欠压、温度过高、测量电路故障、雷击等多种保护功能，以确保装置和电力系统安全运行，并可在负荷较轻时自动退出运行，充分考虑运行的经济性。
滤波器主要参数与特性指标
滤波器的主要参数〔Definitions〕：中心频率〔Center Frequency〕：滤波器通带的频率f0，一般取f0=〔f1+f2〕/2，f1、f2为带通或带阻滤波器左、右相对下降1dB或3dB边频点。
窄带滤波器常以插损最小点为中心频率计算通带带宽。
截止频率〔Cutoff Frequency〕：指低通滤波器的通带右边频点及高通滤波器的通带左边频点。
通常以1dB或3dB相对损耗点来标准定义。
相对损耗的参考基准为：低通以DC处插损为基准，高通那么以未出现寄生阻带的足够高通带频率处插损为基准。
通带带宽〔BWxdB〕：指需要通过的频谱宽度，BWxdB=〔f2-f1〕。
f1、f2为以中心频率f0处插入损耗为基准，下降X〔dB〕处对应的左、右边频点。
通常用X=3、1、0.5 即BW3dB、BW1dB、BW0.5dB 表征滤波器通带带宽参数。
分数带宽〔fractional bandwidth〕=BW3dB/f0×100[%]，也常用来表征滤波器通带带宽。
插入损耗〔Insertion Loss〕：由于滤波器的引入对电路中原有信号带来的衰耗，以中心或截止频率处损耗表征，如要求全带内插损需强调。
纹波〔Ripple〕：指1dB或3dB带宽〔截止频率〕范围内，插损随频率在损耗均值曲线根底上波动的峰-峰值。
带内波动〔Passband Riplpe〕：通带内插入损耗随频率的变化量。
1dB带宽内的带内波动是1dB。
带内驻波比〔VSWR〕：衡量滤波器通带内信号是否良好匹配传输的一项重要指标。
理想匹配VSWR=1：1，失配时VSWR<1。
对于一个实际的滤波器而言，满足VSWR<1 BWdBBWdBdiv>在入射波和反射波相位一样的地方，电压振幅相加为最大电压振幅Vmax ，形成波腹；在入射波和反射波相位相反的地方电压振幅相减为最小电压振幅Vmin ，形成波节。
其它各点的振幅值那么介于波腹与波节之间。
滤波器的设计及参数值在线计算
一、低通滤波器的设计及参数值在线计算图1所示是一个低通通滤波器，它的截止频率如下公式所示：公式1图1图2是实用的低通滤波器电路，它使用通用运算放大器（运放）接成单电源供电模式，简单易行。
图中C2为足够大的电容器，所谓足够大是指C2和R2的时间常数要远小于R1和C1的时间常数，图中为10U。
该电路通带内的电压放大倍数为R1/R2，若R1=R2则放大倍数为1。
该电路截止频率有R1,C1的时间常数决定，满足公式1。
图2下图是当R1=R2=15915Ω（不是标准电阻值，可参考这里找出最接近的电阻），C1=10nF（算得频率是1k）的pspice仿真结果。
这时增益=1，输出二分之一根号二即0.707V就是截至频率点，图上可以看出是1kHz图3输入C1，R1的值计算频率F:输入C1，频率F的值计算电阻R1:低通滤波器的设计及参数值在线计算:/lowpass.htm二、有源带通滤波器的设计及参数值在线计算图1所示是一个多路负反馈二阶有源带通滤波器，它使用单个通用运算放大器（通用运放）接成单电源供电模式，易于实现。
它的上限截止频率和下限截止频率可以非常近，具有非常很强的频率选择性。
令C1=C2=C，Req是R1和R2并联的值。
品质因数Q等于中心频率除以带宽，Q = fC/BW。
由式可以看出可以通过让R3的值远大于Req来获得大的Q值Q值越大，频率选择性越好，带宽越小。
反之则反。
令中心频率为fc，则计算公式如下：其中关于本有源带通滤波器电路的详细论述及PSPICE仿真结果请访问：有源带通滤波器借助本工具软件，您可以：输入增益GAIN，带宽BW，中心频率F，电容值C，计算有源带通滤波器电阻值R1,R2,R3：输入电路元件值C,R1,R2,R3,计算有源带通滤波器增益GAIN，品质因数Q，中心频率Fc：有源带通滤波器的设计及参数值在线计算: /nbpf.htm三、高通滤波器的设计及参数值在线计算图1所示是一个高通通滤波器，它的截止频率如下公式所示：公式1图1图2是实用的高通滤波器电路，它使用通用运算放大器（运放）接成单电源供电模式，简单易行。
滤波器使用及参数设置
（软件仿真性实验）课程名称：通信系统仿真技术实验题目：滤波器使用及参数设计指导教师：李海真班级：15050243学号：21学生姓名：窦妍博一、实验目的1、学习使用SystemView中的线性系统图符；2、掌握典型 FIR 滤波器参数和模拟滤波器参数的设置过程；3、按滤波要求对典型滤波器进行参数设计。
二、实验任务1、学会使用不同方式完成Z域系统传输函数的设计；2、建立FIR高通、带通、带阻滤波器仿真系统和模拟高通、带通、带阻滤波器仿真系统。
三、实验内容（具体内容参照实验指导）1、典型滤波器滤波性能演示仿真系统设计练习；2、Z域系统传输函数的设计；3、滤波器进行信号的分离，通过选择滤波器的种类，设置合适的带宽。
四、实验操作1、用Systemview软件建立仿真系统图1.1.1模拟滤波器系统仿真图1.1.2FIR滤波器系统仿真2、整个系统的各元件图符名称及参数设置3、系统主要参数的设定系统采样频率设置为10000Hz，采样点数设置为4096；正弦信号源幅度为1V，频率为10Hz 。
（一）FIR滤波器低通滤波器通带内增益设为0dB，通带转折频率设为0.195（系统采样率为10000Hz，相对倍数0.002 倍即20Hz），截止频率设为0.18，截止带内增益设为－70dB。
带内纹波0.1dB，最大叠代次数默认25。
采用系统自动优化抽头数，选择自动优化“Enable”按钮图1.2低通滤波器主要参数设定图1.3 带阻滤波器主要参数设定图1.4 带通滤波器主要参数设定图1.5 高通滤波器主要参数设定（二）模拟滤波器图1.6 低通滤波器主要参数设定图1.7 带阻滤波器主要参数设定图1.8 带通滤波器主要参数设定图1.9 高通滤波器主要参数设定五、实验数据（一）FIR滤波器图1.10 仿真系统的叠加信号波形图图1.11 仿真系统的叠加信号频谱图可以看出在横轴的 30Hz、1000Hz 和 2000Hz 三处出现了尖锐的谱线图1.12 低通滤波器输出信号图图1.13 低通滤波器输出信号频谱图图1.14高通滤波器输出信号图图1.15 高通滤波器输出信号频谱图图1.16带通滤波器输出信号图图1.17带通滤波器输出信号频谱图图1.18带阻滤波器输出信号图图1.19带阻滤波器输出信号频谱图（二）模拟滤波器图1.20 仿真系统的叠加信号波形图图1.21 仿真系统的叠加信号频谱图可以看出在横轴的 30Hz、1000Hz 和 2000Hz 三处出现了尖锐的谱线图1.22 低通滤波器输出信号图图1.23 低通滤波器输出信号频谱图图1.24高通滤波器输出信号图图1.25 高通滤波器输出信号频谱图图1.26带通滤波器输出信号图图1.27带通滤波器输出信号频谱图图1.28带阻滤波器输出信号图图1.29带阻滤波器输出信号频谱图五、实验感悟。
切比雪夫滤波器参数表
切比雪夫滤波器参数表简介切比雪夫滤波器是一种常用的数字滤波器，它在频域中具有良好的性能。
它的设计主要基于切比雪夫多项式，通过调整滤波器的参数可以实现不同的滤波效果。
本文将详细介绍切比雪夫滤波器的参数表，包括各个参数的含义和取值范围。
切比雪夫滤波器的基本原理切比雪夫滤波器是一种有限脉冲响应（FIR）滤波器，它的设计目标是在给定的频率范围内最小化滤波器的最大幅度响应。
切比雪夫滤波器可以分为两种类型：切比雪夫类型I滤波器和切比雪夫类型II滤波器。
切比雪夫类型I滤波器在通带内的衰减速度较快，但会引入较大的过渡带波纹；而切比雪夫类型II滤波器在过渡带上的波纹更小，但通带内的衰减速度较慢。
切比雪夫滤波器的参数切比雪夫滤波器的设计需要确定以下几个参数：1. 采样率（Sample rate）采样率是指连续时间信号在时间域上的采样频率。
切比雪夫滤波器的设计需要知道信号的采样率，以确定合适的滤波器参数。
2. 截止频率（Cutoff frequency）截止频率是指在该频率以上或以下的信号被滤波器抑制的程度较大。
切比雪夫滤波器的设计需要指定截止频率，通常以归一化频率表示。
3. 通带衰减（Passband attenuation）通带衰减是指在截止频率附近允许的最大幅度响应。
切比雪夫滤波器可以通过调整通带衰减来实现不同的滤波效果。
通带衰减越大，滤波器的频率响应越平坦。
4. 过渡带宽（Transition bandwidth）过渡带宽是指频域中从通带到阻带的频段。
切比雪夫滤波器的设计需要确定过渡带宽，以便调整滤波器的波纹特性。
5. 阻带衰减（Stopband attenuation）阻带衰减是指在截止频率以上或以下的信号被滤波器抑制的程度。
切比雪夫滤波器的设计需要指定阻带衰减，通常以分贝为单位表示。
切比雪夫滤波器的参数表下表列出了切比雪夫滤波器的参数以及其取值范围：参数取值范围采样率大于0的实数截止频率大于0且小于采样率的实数通带衰减大于0的实数过渡带宽大于0且小于截止频率的实数阻带衰减大于0的实数切比雪夫滤波器设计的步骤切比雪夫滤波器的设计过程可以分为以下几个步骤：1. 确定滤波器的类型（类型I或类型II）和滤波器的阶数（Order）根据应用需求和信号特性，确定滤波器的类型和阶数。
滤波器主要参数与特性指标(精品范文).doc
【最新整理，下载后即可编辑】滤波器的主要参数（Definitions）：中心频率（Center Frequency）：滤波器通带的频率f0，一般取f0=（f1+f2）/2，f1、f2为带通或带阻滤波器左、右相对下降1dB 或3dB边频点。
窄带滤波器常以插损最小点为中心频率计算通带带宽。
截止频率（Cutoff Frequency）：指低通滤波器的通带右边频点及高通滤波器的通带左边频点。
通常以1dB或3dB相对损耗点来标准定义。
相对损耗的参考基准为：低通以DC处插损为基准，高通则以未出现寄生阻带的足够高通带频率处插损为基准。
通带带宽（BWxdB）：指需要通过的频谱宽度，BWxdB=（f2-f1）。
f1、f2为以中心频率f0处插入损耗为基准，下降X（dB）处对应的左、右边频点。
通常用X=3、1、0.5 即BW3dB、BW1dB、BW0.5dB 表征滤波器通带带宽参数。
分数带宽（fractional bandwidth）=BW3dB/f0×100[%]，也常用来表征滤波器通带带宽。
插入损耗（Insertion Loss）：由于滤波器的引入对电路中原有信号带来的衰耗，以中心或截止频率处损耗表征，如要求全带内插损需强调。
纹波（Ripple）：指1dB或3dB带宽（截止频率）范围内，插损随频率在损耗均值曲线基础上波动的峰-峰值。
带内波动（Passband Riplpe）：通带内插入损耗随频率的变化量。
1dB带宽内的带内波动是1dB。
带内驻波比（VSWR）：衡量滤波器通带内信号是否良好匹配传输的一项重要指标。
理想匹配VSWR=1：1，失配时VSWR<1。
对于一个实际的滤波器而言，满足VSWR<1 BWdBBWdBdiv> 在入射波和反射波相位相同的地方，电压振幅相加为最大电压振幅Vmax ，形成波腹；在入射波和反射波相位相反的地方电压振幅相减为最小电压振幅Vmin ，形成波节。
其它各点的振幅值则介于波腹与波节之间。
逆变器滤波器参数设置
1滤波特性分析输出滤波方式通常可分为：L 型、LC 型和LCL 型，滤波方式的特点比较如下：(1)中的单L 型滤波器为一阶环节，其结构简单，可以比较灵活地选择控制器且设计相对容易，并网控制策略不是很复杂，并网容易实现，是并网逆变器常用的滤波方式。
缺点在于其滤波能力有限，比较依赖于控制器的性能。
(2)中的LC 型滤波器为二阶环节，C 的引入可以兼顾逆变器独立、并网双模式运行的要求，有利于光伏系统功能的多样化。
然而，滤波电容电流会对并网电流造成一定影响。
(3)中的LCL 型滤波器在高频谐波抑制方面更具优势，在相同高频电流滤波效果下，其所需总电感值较小。
但因为其为三阶环节，在系统中引入了谐振峰，必须引入适当的阻尼来削减谐振峰，这就导致了其控制策略复杂，系统稳定性容易受到影响。
当三相光伏逆变器独立运行时，一般均采用LC 型滤波方式。
并网逆变器的滤波器要在输出的低频段（工频50Hz）时要尽量少的衰减，而要尽量衰减输出的高频段（主要是各次谐波）。
采用伯德图来分析各种滤波器的频域响应。
[1]一般并网逆变器滤波部分的电感为毫亨级，电容为微法级，这里电感值取1m H,电容取100u F，电感中的电阻取0.02Ω，在研究LCL滤波器时，取电感值为L1=L2=0.5m H，电阻R1=R2=0.01Ω。
对于单电感滤波器，以输入电压和输出电流为变量，并且实际的电感中含有一定电阻，其传递函数为：对于采用LC 滤波器的并网逆变器，在并网运行时，电网电压直接加在滤波器中的电容两端，因此此时电容不起滤波作用，可以看作是一个负载，从滤波效果上来说，它等同于单电感滤波器。
并且对于被控量选取为电感电流IL 的采用LC滤波的并网逆变器，由于有电容的作用，其控制电流IL与实际输出电流Io 之间有如下图所示：上式中可以看出，电感电流LI 将受到电网电压gU 的变化与并网电流0I 的影响。
所以在控制过程中要参照电网电压的有效值不断调整基准给定的幅值与相位。
滤波器参数设计方案说明
滤波器参数设计方案说明一、设计指标1、滤波器函数类型：巴特沃斯、契比雪夫2、滤波器类型：低通、高通、带通3、中心频率或截至频率范围：1Hz～140kHz4、滤波器阶数：4阶5、输入信号范围：最大幅值4Vpp，最小幅值mV级6、输入信号：正弦波（0～40MHz）、方波（0～1MHz,默认占空比50%）两种，幅度可通过电位器调节7、输出信号：两级程控放大（0～96dB），一级程控衰减（0～48dB）二、设计中使用的公式及数据表2.1 中心频率及Q值计算公式'C)C=Q为各阶巴特沃斯和契c B C比雪夫对应的归一化系数；为带通滤波器的中心频率，BW为带通滤波器的带宽，Q’为带（2）Ω0通滤波器的品质因数。
表2.2 各阶滤波器二阶滤波器节B、C表注：契比雪夫滤波器的各阶系数是在通带波纹为0.1dB下求得。
表2.3 4阶滤波器设计参数表（采用归一化频率）注：（1）表中给出的巴特沃斯和契比雪夫滤波器系数均为4阶滤波器； （2）契比雪夫滤波器的通带波纹为0.1dB ，两种滤波器的带通模式下为'0/(Hz)5BP Q f BW ==时的参数，BW 为带通滤波器的带宽，Q ´为带通滤波器的品质因数。
三、低通滤波器设计 1、截止频率及Q 值计算由文献《有源滤波器精确设计手册》可以查得四阶巴特沃斯和契比雪夫滤波器各二阶节的B 、C 值，见表2.2。
根据表2.1，计算得到四阶巴特沃斯和契比雪夫滤波器各二阶滤波器节的Q 值，如表2.3，我们重新整理成表3.1。
表3.1 四阶低通滤波器各二阶滤波器节的Q 值和归一化频率2、0/clk f f 、Ｑ和工作模式编程参数的确定f clk /f 0编程参数的确定有两种方法：（1）固定f clk /f 0比值，即无需改变频率比的N F 编程值，通过改变时钟频率f clk 对应改变中心频率（截止频率）f 0值。
也即根据输入中心频率（截止频率）f 0计算得到时钟频率f clk 。
滤波器使用及其参数设置
成绩信息与通信工程学院实验报告（软件仿真性实验）课程名称：通信系统仿真技术实验题目：滤波器使用及参数设计指导教师：李海真班级：15050243 学号：21 学生姓名：窦妍博一、实验目的1、学习使用SystemView中的线性系统图符；2、掌握典型 FIR 滤波器参数和模拟滤波器参数的设置过程；3、按滤波要求对典型滤波器进行参数设计。
二、实验任务1、学会使用不同方式完成Z域系统传输函数的设计；2、建立FIR高通、带通、带阻滤波器仿真系统和模拟高通、带通、带阻滤波器仿真系统。
三、实验内容（具体内容参照实验指导）1、典型滤波器滤波性能演示仿真系统设计练习；2、Z域系统传输函数的设计；3、滤波器进行信号的分离，通过选择滤波器的种类，设置合适的带宽。
四、实验操作1、用Systemview软件建立仿真系统图1.1.1模拟滤波器系统仿真图1.1.2FIR滤波器系统仿真2、整个系统的各元件图符名称及参数设置3、系统主要参数的设定系统采样频率设置为10000Hz，采样点数设置为4096；正弦信号源幅度为1V，频率为10Hz 。
（一）FIR滤波器低通滤波器通带内增益设为0dB，通带转折频率设为0.195（系统采样率为10000Hz，相对倍数0.002 倍即20Hz），截止频率设为0.18，截止带内增益设为－70dB。
带内纹波0.1dB，最大叠代次数默认25。
采用系统自动优化抽头数，选择自动优化“Enable”按钮图1.2低通滤波器主要参数设定图1.3 带阻滤波器主要参数设定图1.4 带通滤波器主要参数设定图1.5 高通滤波器主要参数设定（二）模拟滤波器图1.6 低通滤波器主要参数设定图1.7 带阻滤波器主要参数设定图1.8 带通滤波器主要参数设定图1.9 高通滤波器主要参数设定五、实验数据（一）FIR滤波器图1.10 仿真系统的叠加信号波形图图1.11 仿真系统的叠加信号频谱图可以看出在横轴的 30Hz、1000Hz 和 2000Hz 三处出现了尖锐的谱线图1.12 低通滤波器输出信号图图1.13 低通滤波器输出信号频谱图图1.14高通滤波器输出信号图图1.15 高通滤波器输出信号频谱图图1.16 带通滤波器输出信号图图1.17 带通滤波器输出信号频谱图图1.18 带阻滤波器输出信号图图1.19 带阻滤波器输出信号频谱图（二）模拟滤波器图1.20 仿真系统的叠加信号波形图图1.21 仿真系统的叠加信号频谱图可以看出在横轴的 30Hz、1000Hz 和 2000Hz 三处出现了尖锐的谱线图1.22 低通滤波器输出信号图图1.23 低通滤波器输出信号频谱图图1.24 高通滤波器输出信号图图1.25 高通滤波器输出信号频谱图图1.26 带通滤波器输出信号图图1.27 带通滤波器输出信号频谱图图1.28 带阻滤波器输出信号图图1.29 带阻滤波器输出信号频谱图五、实验感悟。
滤波器参数设计(修正版)
LCL，C参数设计一．交流侧LCL：1.系统参数：额定功率：10KW;额定线电压：380V;电网频率：50HZ开关频率：10KHZ；直流侧电压范围：600-800V2.滤波器设计：（一）逆变器桥侧电感设计：（1）初始值设计[1][2][3]：基于假设条件：在开关频率处，电容阻抗忽略不计，但是谐波存在。
在开关频率处，逆变器只看的阻抗，所以电流纹波的增加只与的值有关。
另外，必须承受高频电流而只需承受电网频率电流。
其中是前项自导纳，是前项导纳。
令，谐振频率为，对于七段式SVPWM，电感纹波电流为[6]：其中m为调制比。
SVPWM调制比定义为：（为相电压峰值，为直流侧电压）。
为避免过调制，合成矢量最大值为六边形内切圆半径，因此调制比m≤0.866，此时≥539V；当直流侧电压为800V时，m=0.583。
考虑直流侧电压范围在：538.9V-800V时，调制比m的范围是：0.583≤m≤0.866.(600V对应调制比m=0.778) 当考虑三相电网电压波动为20%时，范围是：248.9V—373.4V，此时调制比范围是：0.467≤m≤0.866（如果为373.4V且直流侧电压为600V时，调制比为0.933。
当调制比为0.866时，直流侧最低电压为646.7V）当m=0.5时，纹波电流取得最大值，且为（为直流侧额定电压，为开关周期，为逆变桥侧电感）。
一般情况下，纹波电流为15%~25%的额定电流。
在LCL滤波器中，可允许电流纹波最大值对逆变桥侧的电感L的体积大小和成本有很大的影响。
电流纹波意味着对磁芯材料的和尺寸厚度选择来避免磁饱和以及减少因线圈和磁芯损耗而产生的热量。
然而，电流和电压的限制条件之间的取舍还不清楚，但是电流纹波最大值受到IGBT额定电流和IGBT散热所限制，而最小纹波电流受到直流侧电压和IGBT额定电压限制。
[3]因此，考虑IGBT最大发热情况，选择最大纹波电流为25%额定电流。
即。
电感有最小值=1.8mH（2）电感值修正[3]：由上面算出来的电感是基于假设条件得出，如果开关频率较低，即谐振频率和开关频率特别接近时，需要修正。
滤波器使用及参数设计
实验：滤波器使用及参数设计实验目的：1、学习使用SYSTEMVIEW中的线性系统图符。
2、掌握典型FIR滤波器参数和模拟滤波器参数的设置过程。
3、按滤波要求对典型滤波器进行参数设计。
实验内容：一、典型滤波器滤波性能演示仿真系统设计练习：1.进入SystemView。
通过双击桌面上的SystemView快捷图标或单击程序组中的SystemView即可启动SystemView。
2.设置系统运行时间。
单击工具条中的系统定时“Source”到设计窗口，双击该图符，在出现的信号源库窗口中，选择周期信号“Periodic”中的正弦信号“Sinusoid”，按“Parameter”按钮，将参数设置窗口中的频率“Frequency”定义为10。
图符变成至设计窗口，双击该图符，在出现的算子库窗口中，选择滤波器或线性系统库“Filters/Systems”中的“Linear Sys Filters”，并点击参数设置按钮，出现如下线性系统参数设置界面：可以在图形显示窗口的上方看到传递函数的算术表达式的系数因子。
图形区的标尺可以通过xMax和xMin、yMax和yMin、FTT采样点数进行调整。
通过单击“Update Plot”可以强制实行这些改变。
用优先菜单“Preferences”中的设置选项可以消除图形区中的网格线。
系统的最终设定结果是具有如下算式的Z变换函数H(z)：可以用如下几种不同的方法定义线性系统图符：●在设计窗口人工输入Z域系数{a k,b k}。
●从外部文件读入Z域系数{a k,b k}。
●按“FIR”按钮，进行FIR滤波器设计。
●按“Analog”按钮，进行模拟滤波器设计。
●按“Comm”按钮，进行常用通信滤波器设计。
●按“Custom”按钮，自定义滤波器设计。
●按Laplace（拉普拉斯）选项下的“Define”按钮，设定Laplace的S域系数，SystemView自动转为Z域系数。
●按Z.Domain选项下的“Define”按钮，设定Z域系数。
低通滤波器的设计及参数值在线计算
低通滤波器的设计及参数值在线计算
图1所示是一个低通通滤波器，它的截止频率如下公式所
示：
公式1
图1
图2是实用的低通滤波器电路，它使用通用运算放大器（运放）接成单电源供电模式，简单易行。
图中C2为足够大的电容器，所谓足够大是指C2和R2的时间常数要远小于R1和C1的时间常数，图中为10U。
该电路通带内的电压放大倍数为R1/R2，若R1=R2则放大倍数为1。
该电路截止频率有R1,C1的时间常数决定，满足公式1。
图2
下图是当R1=R2=15915Ω（不是标准电阻值，可参考这里找出最接近的电阻），C1=10nF（算得频率是1k）的pspice仿真结果。
这时增益=1，输出二分之一根号二即0.707V就是截至频率点，图上可以看出是1kHz
图3
输入C1，R1的值计算频率F:。
滤波器主要参数与特性指标-滤波器的主要性能参数
滤波器的主要参数（Definitions）：中心频率（Center Frequency）：滤波器通带的频率f0，一般取f0=（f1+f2）/2，f1、f2为带通或带阻滤波器左、右相对下降1dB或3dB边频点。
窄带滤波器常以插损最小点为中心频率计算通带带宽。
截止频率（Cutoff Frequency）：指低通滤波器的通带右边频点及高通滤波器的通带左边频点。
通常以1dB或3dB相对损耗点来标准定义。
相对损耗的参考基准为：低通以DC处插损为基准，高通则以未出现寄生阻带的足够高通带频率处插损为基准。
通带带宽（BWxdB）：指需要通过的频谱宽度，BWxdB=（f2-f1）。
f1、f2为以中心频率f0处插入损耗为基准，下降X（dB）处对应的左、右边频点。
通常用X=3、1、0.5 即BW3dB、BW1dB、BW0.5dB 表征滤波器通带带宽参数。
分数带宽（fractional bandwidth）=BW3dB/f0×100[%]，也常用来表征滤波器通带带宽。
插入损耗（Insertion Loss）：由于滤波器的引入对电路中原有信号带来的衰耗，以中心或截止频率处损耗表征，如要求全带内插损需强调。
纹波（Ripple）：指1dB或3dB带宽（截止频率）范围内，插损随频率在损耗均值曲线基础上波动的峰-峰值。
带内波动（Passband Riplpe）：通带内插入损耗随频率的变化量。
1dB带宽内的带内波动是1dB。
带内驻波比（VSWR）：衡量滤波器通带内信号是否良好匹配传输的一项重要指标。
理想匹配VSWR=1：1，失配时VSWR<1。
对于一个实际的滤波器而言，满足VSWR<1 BWdBBWdBdiv>在入射波和反射波相位相同的地方，电压振幅相加为最大电压振幅Vmax ，形成波腹；在入射波和反射波相位相反的地方电压振幅相减为最小电压振幅Vmin ，形成波节。
其它各点的振幅值则介于波腹与波节之间。
滤波器参数调试
滤波器参数调试今天跟大家分享一篇关于RC滤波器设计的文章，在嵌入式系统中可以说,"无滤波器，不嵌入式"，各种传感器信号多多少少会携带一些噪声信号，那么通过滤波器就能够更好的降低和去除噪声，还原真实有用信号，而无源RC滤波器当然是大部分滤波器中首选的廉价设计，并且能较简单数字化为软件滤波器设计，所以软件与硬件滤波在于一个离散数字化的过程，所以整体设计上大同小异。
然而大部分工作多年的工程师还在盲调RC滤波参数，多多少少感觉有点凄凉，所以下面的内容能够帮助你更好的认识滤波器及设计过程。
当然很多人会问那还有很多复杂一点的滤波器如FIR，IIR等等，其实都打通小异吧，好了废话不多说了，继续看正文！当您在示波器上查看电信号时，您会看到一条线，表示电压随时间的变化。
在任何特定时刻，信号只有一个电压值。
您在示波器上看到的是信号的时域表示。
典型的示波器跟踪显示非常直观，但也有一定的限制性，因为它不直接显示信号的频率内容。
而与时域表示相反就是频域，其中一个时刻仅对应于一个电压值，频域表示（也称为频谱）通过识别同时存在的各种频率分量来传达关于信号的信息。
滤波器是一个电路，其去除或“过滤掉”频率分量的特定范围。
换句话说，它将信号的频谱分离为将要通过的频率分量和将被阻隔的频率分量。
如果您对频域分析没有太多经验，您可能仍然不确定这些频率成分是什么，以及它们如何在不能同时具有多个电压值的信号中共存。
让我们看一个有助于澄清这个概念的简短例子。
假设我们有一个由完美的5kHz正弦波组成的音频信号。
我们知道时域中的正弦波是什么样的，在频域中我们只能看到5kHz的频率“尖峰”。
现在让我们假设我们激活一个500kHz振荡器，将高频噪声引入音频信号。
在示波器上看到的信号仍然只是一个电压序列，每个时刻有一个值，但信号看起来会有所不同，因为它的时域变化现在必须反映5kHz正弦波和高频噪音波动。
然而，在频域中，正弦波和噪声是在一个信号中同时存在的单独的频率分量。
均值滤波器的设计参数
均值滤波器的设计参数
均值滤波器是一种常见的图像处理滤波器，用于平滑图像并减
少噪声。
设计参数包括滤波器的大小和模板。
滤波器的大小通常是
一个奇数，比如3x3、5x5等，以确保有一个中心像素。
较大的滤波
器可以提供更强的平滑效果，但会导致图像细节的丢失。
另一个设
计参数是模板，即滤波器中各个像素的权重。
在均值滤波器中，所
有像素的权重都是相等的，即取平均值。
这意味着在滤波器范围内
的所有像素对输出像素的影响都是相同的。
因此，设计参数可以简
单地表示为滤波器大小和权重相等的模板。
从另一个角度来看，设计参数还包括滤波器的应用场景和目的。
均值滤波器通常用于去除图像中的轻微噪声，因此设计参数需要考
虑到噪声的类型和强度。
此外，设计参数还应考虑到图像的特性，
如图像的大小、分辨率和预期的平滑程度。
在实际应用中，设计参
数的选择需要综合考虑这些因素，以获得最佳的滤波效果。
总的来说，均值滤波器的设计参数包括滤波器的大小和模板，
以及滤波器的应用场景和目的。
综合考虑这些因素，可以设计出适
合特定图像处理任务的均值滤波器。
滤波器参数设计(修正版)
LCL，C参数设计一．交流侧LCL：1.系统参数：额定功率：10KW;额定线电压：380V;电网频率：50HZ开关频率：10KHZ；直流侧电压范围：600-800V2.滤波器设计：（一）逆变器桥侧电感 设计：（1） 初始值设计[1][2][3]：基于假设条件：在开关频率处，电容阻抗忽略不计，但是谐波存在。
在开关频率处，逆变器只看 的阻抗，所以电流纹波的增加只与 的值有关。
另外， 必须承受高频电流而 只需承受电网频率电流。
其中是前项自导纳，是前项导纳。
令，谐振频率为，对于七段式SVPWM，电感纹波电流为[6]：其中m为调制比。
SVPWM调制比定义为：（为相电压峰值，为直流侧电压）。
为避免过调制，合成矢量最大值为六边形内切圆半径，因此调制比m≤0.866，此时≥539V；当直流侧电压为800V时，m=0.583。
考虑直流侧电压范围在：538.9V-800V时，调制比m的范围是：0.583≤m≤0.866.(600V对应调制比m=0.778) 当考虑三相电网电压波动为20%时，范围是：248.9V—373.4V，此时调制比范围是：0.467≤m≤0.866（如果为373.4V且直流侧电压为600V时，调制比为0.933。
当调制比为0.866时，直流侧最低电压为646.7V）当m=0.5时，纹波电流取得最大值，且为（ 为直流侧额定电压， 为开关周期， 为逆变桥侧电感）。
一般情况下，纹波电流为15%~25%的额定电流。
在LCL滤波器中，可允许电流纹波最大值对逆变桥侧的电感L的体积大小和成本有很大的影响。
电流纹波意味着对磁芯材料的和尺寸厚度选择来避免磁饱和以及减少因线圈和磁芯损耗而产生的热量。
然而，电流和电压的限制条件之间的取舍还不清楚，但是电流纹波最大值受到IGBT额定电流和IGBT散热所限制，而最小纹波电流受到直流侧电压和IGBT额定电压限制。
[3]因此，考虑IGBT最大发热情况，选择最大纹波电流为25%额定电流。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
= 2153.5Hz。满
足要求：10f1 = 500 < fres < fsw = 5000。 在现实情况中， 由于网侧除了L2 之外还有电网电感和和变压 器漏感，所以网侧电感L2 较计算值要求稍小。 综上所述：L1 = 1.8mH，L2 = 1.1mH，C3 = 8uf。 二.直流侧电容 C[4]：
考虑最大允许直流电压：
Байду номын сангаас
假设Tr 为电压环响应时间， 最大输出功率变化， 电压。且
为最大直流电压变化，
为
为直流侧电容交换的能量， 为直流侧
此时直流侧电压的变化为：
考虑到直流最大可变电压为
，
参考文献 [1]Design and control of an LCL-filter-based three phase active rectifier. [2]Step-by-step design procedure for a grid-connected three-phase PWM voltage source converter. [3]Grid-filter design for a Multimegawatt medium-voltage voltage-source inverter. [4]AC/DC/AC PWM Converter with Reduced Energy Storage in the DC Link. [5]三相电压型整流器的 LCL 型滤波器分析与设计. [6] Analysis and comparision of space vector modulation schemes for three-leg and four-leg voltage source inverters. [7] Step-by-Step Design Procedure for a Grid-connected Three-Phase PWM Voltage Source Converter.
L1 L
fres =
1 L1 + L2 1 1+r 1 1+r = = ① 2pi L1 L2 C3 2pi rLC3 2pi rL1 C3
i1 1 = ② i2 1 + r 1 − 4pi2 fsw 2 L1 C3 由式①可知（2pifres ） rL1 C3 = 1 + r，且令 res = k（k<0.5） ，
原则： 滤波电容吸收的基波无功功率不能大于系统总功率的 5%。 C< λP 3 ∗ 2������������ ∗ Us 2 = 0.05 ∗ 10000 = 11uf 3 ∗ 2������ ∗ 50 ∗ 2202
式中，P 为整流器的额定有功功率，Us 为电网相电压有效值，f 为电网频率。 如果传感器采集网侧电流和电容电压[7]， 滤波电路可等效为：
d （1+r ） 1+d （1+r ）
⑤
L2 = rL1 因为要求电流波形失真率 （THD） ≤3%， 所以取谐波衰减比 d=0.03 （即谐波电流占额定电流的 3%） 解出：r=0.615，则L2 = 1.1mH。 此时 LCL 滤波器谐振频率为：fres =
1 2 1 2pi L 1 +L 2 L1 L2 C3
=0.866，此时 Ud ≥539V；当直流侧电压为 800V 时，
m=0.583。考虑直流侧电压范围在：538.9V-800V 时，调制比 m
的范围是：0.583≤m≤0.866.(600V 对应调制比 m=0.778) + 当考虑三相电网电压波动为 20%时， Ur 范围是： − 248.9V—373.4V， 此时调制比范围是： 0.467≤m≤0.866 （如果 Ur 为 373.4V 且直流侧电压为 600V 时，调制比为 0.933。当调制比 为 0.866 时，直流侧最低电压为 646.7V） 当 m=0.5 时， 纹波电流取得最大值， 且为Ippmax =
f sw 2 f
式②可以化为： 1 =
i2 i
i
1
1 −1 （1+r ） k2
③。 ④
设 1 = d，则可以得到 k=
i2
d （1+r ） 1+d （1+r ）
因为高次谐波的衰减比例在设计滤波器参数时是已知量， 因此可 以得到谐振频率fres = fsw 联立①式和⑤式得到： d（1 − ωsw 2 C3 L1 ）r 2 + 2d + 1 − dωsw 2 L1 C3 r + d + 1 = 0 L1 = L 1+r
因此
此时为了使桥侧无功功率因数为 1，可使 x=xc ，因此，
（其中En 为线电压有效值，Pn 为额定有功功率） Cf = L ∗ Pn 2 En 4 1.7 ∗ 10−3 ∗ 100002 = = 8.2uf < 11������������ 3804
满足条件，取Cf = 8uf （三）网侧电感L2 设计[1][5]： 首先令 r= 2 ，令 L=L1 + L2 =（1+r）L1
LCL，C 参数设计
一．交流侧 LCL： 1.系统参数： 额定功率：10KW;额定线电压：380V;电网频率：50HZ 开关频率：10KHZ；直流侧电压范围：600-800V 2.滤波器设计： （一）逆变器桥侧电感L1 设计： （1）L1 初始值设计[1][2][3]： 基于假设条件：在开关频率处，电容阻抗忽略不计，但 是谐波存在。在开关频率处，逆变器只看L1 的阻抗，所以电 流纹波的增加只与L1 的值有关。另外，L1 必须承受高频电流 而L2 只需承受电网频率电流。
其中 令
是前项自导纳， ，谐振频率为
是前项导纳。 ，
对于七段式 SVPWM， 电感纹波电流为[6]： 其中 m 为调制比。
SVPWM 调制比定义为：m = 2 r （ Ur 为相电压峰值，Ud 为直流
U 3 d
U
侧电压） 。
为避免过调制，合成矢量最大值为六边形内切圆半径，因此调制 比 m≤
3 U 3 d 2 U 3 d
0.083Vg ∗Ts Ippmax 10000
=
0.083∗800∗10−4 3.8
=1.8mH
（2）L1 电感值修正[3]：
由上面算出来的电感L1 是基于假设条件得出，如果开关 频率较低， 即谐振频率和开关频率特别接近时， L1 需要修正。 此时可适当增加电感L1 的值。 （二）电容C3 设计[1]：
0.083 ∗V g ∗T s L1
（Vg 为直流侧额定电压，Ts 为开关周期，L1 为逆变桥侧电感） 。 一般情况下，纹波电流为 15%~25%的额定电流。在 LCL 滤波器
中，可允许电流纹波最大值对逆变桥侧的电感 L 的体积大小 和成本有很大的影响。电流纹波意味着对磁芯材料的和尺寸 厚度选择来避免磁饱和以及减少因线圈和磁芯损耗而产生 的热量。 然而， 电流和电压的限制条件之间的取舍还不清楚， 但是电流纹波最大值受到 IGBT 额定电流和 IGBT 散热所限制， 而最小纹波电流受到直流侧电压和 IGBT 额定电压限制。[3] 因此，考虑 IGBT 最大发热情况，选择最大纹波电流为 25% 额定电流。即Ippmax = 25%IN = 0.25 ∗ 3∗220 = 3.8A。 电感有最小值L1min =