有源滤波器中的相位关系
apf有源滤波器工作原理(一)
apf有源滤波器工作原理(一)APF有源滤波器工作原理什么是APF有源滤波器？有源滤波器（Active Filter）是一种基于放大器和电流源构成的电子滤波器。
它能够通过放大器的增益和电流源的控制来实现滤波器的频率响应，具有灵活性强、频率可调性好等特点。
APF（Active Power Filter）有源滤波器是一种用于消除电力系统中谐波和电力质量问题的滤波器。
APF有源滤波器的工作原理APF有源滤波器的工作原理可以简单分为三个步骤：采样、补偿和输出。
1. 采样APF有源滤波器首先要对电力系统中的谐波进行采样，通过采样电压和电流信号，得到系统中各次谐波的幅值和相位信息。
2. 补偿根据采样得到的谐波幅值和相位信息，APF有源滤波器利用放大器和电流源来生成同频但反向的谐波信号，即补偿信号。
补偿信号与系统中的谐波信号进行叠加后，能够互相抵消，从而达到消除谐波的目的。
3. 输出通过补偿信号的叠加，APF有源滤波器将消除谐波后的电压和电流信号输出到电力系统中，以实现对谐波的有效补偿并提高电力质量。
APF有源滤波器的应用APF有源滤波器在电力系统中的应用非常广泛。
其主要应用包括：1.谐波消除：APF有源滤波器能够消除电力系统中的谐波，提高电力质量，减少对其他设备的干扰。
2.无功补偿：APF有源滤波器可以通过控制其输出电流的相位和幅值来实现对无功功率的补偿。
3.功率因数校正：APF有源滤波器能够通过调整其输出电流的相位和幅值来改善电力系统的功率因数。
总结通过对APF有源滤波器的工作原理的理解，我们可以看到它是一种非常重要的电子滤波器，能够在电力系统中发挥多种作用。
通过采样、补偿和输出三个步骤，APF有源滤波器实现了对电力系统中的谐波的消除，提高了电力质量，并且可以应用于无功补偿和功率因数校正等方面。
APF有源滤波器的应用前景广阔，对于电力系统的稳定运行和电力质量的提升有重要作用。
APF有源滤波器的特点APF有源滤波器相比传统的被动滤波器具有一些明显的特点：•频率可调性：APF有源滤波器可以通过调整放大器的增益和电流源的控制参数来实现频率的调整，适应不同频率的谐波补偿需求。
有源滤波器柜本机数据,负载数据参数
有源滤波器柜本机数据,负载数据参数有源滤波器柜是一种用于电力系统中的电子设备，它主要用于滤除电源中的谐波和干扰信号，保证电力系统的稳定运行。
本机数据是指有源滤波器柜设备本身的技术参数和性能指标，而负载数据参数是指在实际工作过程中所连接的负载设备的数据参数。
以下是有源滤波器柜本机数据和负载数据参数的详细解释：一、有源滤波器柜本机数据：1. 输入电压范围：有源滤波器柜能够适应的输入电压范围，通常以交流电压表示。
2. 额定电流：有源滤波器柜能够输出的额定电流，表示其承载能力。
3. 输出电压范围：有源滤波器柜输出的电压范围，通常以交流电压表示。
4. 频率范围：有源滤波器柜能够处理的频率范围，用于滤波和干扰信号的抑制。
5. 响应时间：有源滤波器柜对输入电压变化的响应时间，通常以毫秒为单位。
6. 效率：有源滤波器柜的能量利用效率，表示其能源的利用率。
7. 控制方式：有源滤波器柜的控制方式，可以是手动控制或自动控制。
8. 外形尺寸：有源滤波器柜的物理尺寸和外形，用于安装和布置。
二、负载数据参数：1. 负载功率：连接到有源滤波器柜的负载设备的额定功率，通常以千瓦为单位。
2. 负载阻抗：负载设备的阻抗特性，通常以电阻或阻抗值表示。
3. 转换效率：负载设备的能量转换效率，表示输入和输出能量的转换比例。
4. 启动电流：负载设备启动时所需的电流峰值。
5. 功率因数：负载设备的功率因数，用于描述电流和电压之间的相位关系。
6. 谐波含量：负载设备产生的谐波信号的含量和频谱特征。
以上是有源滤波器柜本机数据和负载数据参数的一些常见解释，这些参数可以帮助我们了解有源滤波器柜的性能和其与负载设备的匹配关系。
有源滤波器中的相位关系考察
有源滤波器中的相位关系考察有源滤波器中的相位关系考察在使用滤波器的应用中，通常人们对幅值响应的兴趣要比对相位响应的兴趣更浓厚。
但是，在某些应用中，滤波器的相位响应也很重要。
一个实例是滤波器用于过程控制环路中的情形。
这里，人们关心的是总的相移量，因为它影响到环路的稳定性。
用来搭建滤波器的拓扑结构是否会造成在某些频率点处符号出现相反，是非常重要的。
将有源滤波器视为两个级联的滤波器是一个有用的方法。
，其中一个滤波器是理想的滤波器，用于体现传递函数;另一个是构成滤波器的放大器。
在闭环的负反馈环路中所采用的放大器可以被视为一个具有一阶响应的、简单的低通滤波器。
当频率超过某一点后，增益将随着频率的增长而出现滚降现象。
此外，如果放大器使用反相放大结构的话，则所有频率点上还将出现附加的180°相移。
图1.以两个级联的传递函数的形式表示的滤波器滤波器设计过程可分为两步。
首先选定滤波器的响应特性，接下来选出适当的电路结构来实现它。
滤波器的响应是指衰减曲线的形状，这常常可以归为经典的响应特性中的一种，如Butterworth、Bessel或者某种Chebyshev型。
虽然这些响应特性的选择往往会影响幅值响应特性，但它们也会影响相位响应特性的形状。
在本文中，为了进行比较，忽略幅值响应，认为其几乎不变。
滤波器的复杂性往往通过滤波器的“阶数”来定义，该参数与储能元件(电感和电容)的数量有关。
滤波器传递函数分母的阶数定义了随着频率的上升而呈现的衰减速率。
渐近线型的滤波器滚降速率为-6ndB/倍频程，或者-20ndB/十倍频程，其中n是极点的数量。
倍频程是指频率的二倍或者一半，十倍频程是频率的十倍增长或者缩减。
因此，一个一阶(或者单极点)滤波器的滚降速率为-6dB/倍频程或者-20dB/十倍频程。
类似的，一个二阶(或者2极点)滤波器的滚降速率为-12dB/倍频程或者-40dB/十倍频程。
有源滤波器的设计
176有源滤波器的设计一．设计方法有源滤波器的形式有好几种，下面只介绍具有巴特沃斯响应的二阶滤波器的设计。
巴特沃斯低通滤波器的幅频特性为：ncuo u A j A 21)(⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=ωωω ， n=1，2，3，. . . （1）写成：ncuou A j A 211)(⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=ωωω （2） )(ωj A u其中A uo 为通带内的电压放大倍数，ωC A uo 为截止角频率，n 称为滤波器的阶。
从（2）式中可知，当ω=0时，（2）式有最大值1； 0.707A uoω=ωC 时，（2）式等于0.707，即A u 衰减了 n=2 3dB ；n 取得越大，随着ω的增加，滤波器 n=8 的输出电压衰减越快，滤波器的幅频特性 越接近于理想特性。
如图1所示。
0 ωC ω当 ω>>ωC 时，nc uo u A j A ⎪⎪⎭⎫⎝⎛≈ωωω1)( （3） 图1低通滤波器的幅频特性曲线 两边取对数，得： lg20cuo u n A j A ωωωlg20)(-≈ （4） 此时阻带衰减速率为： -20ndB/十倍频或-6ndB/倍频，该式称为衰减估算式。
表1列出了归一化的、n 为1 ~ 8阶的巴特沃斯低通滤波器传递函数的分母多项式。
表1 归一化的巴特沃斯低通滤波器传递函数的分母多项式 n 归一化的巴特沃斯低通滤波器传递函数的分母多项式 1 1+L s 2 122++L L s s 3 )1()1(2+⋅++L L L s s s4)184776.1()176537.0(22++⋅++L L L L s s s s1775 )1()161803.1()161807.0(22+⋅++⋅++L L L L L s s s s s6 )193185.1()12()151764.0(222++⋅++⋅++L L L L L L s s s s s s7)1()180194.1()124698.1()144504.0(222+⋅++⋅++⋅++L L L L L L L s s s s s s s8 )196157.1()166294.1()111114.1()139018.0(2222++⋅++⋅++⋅++L L L L L L L Ls s s s s s s s在表1的归一化巴特沃斯低通滤波器传递函数的分母多项式中，S L = csω，ωC 是低通滤波器的截止频率。
有源滤波器技术参数
有源滤波器技术参数有源滤波器是一种常见的电子滤波器，它结合了有源元件（如放大器）和被动滤波器（如电容、电感和电阻）来实现滤波功能。
有源滤波器可以具备许多优秀的性能指标，如增益、中心频率、带宽、阻带深度和相位延迟等。
下面将详细介绍有源滤波器的各项技术参数。
1.增益：有源滤波器的增益是指滤波器信号的输出与输入之间的幅度关系。
它可以是负值，表示信号的幅度减小；也可以是正值，表示信号的幅度增大。
增益通常用单位分贝（dB）来表示。
较高的增益表示信号经过滤波器放大的能力较强。
2.中心频率：有源滤波器的中心频率是指滤波器最大响应幅度的频率值。
它决定了滤波器的工作范围和频率选择性能。
中心频率通常用赫兹（Hz）表示。
3.带宽：有源滤波器的带宽指的是滤波器能够传递的频率范围。
在这个范围内，滤波器的信号响应幅度较大。
带宽可以是固定值，也可以是可调的。
带宽通常用赫兹（Hz）表示。
4.阻带深度：有源滤波器的阻带指的是滤波器对特定频率范围的抑制效果。
阻带深度是指滤波器对这个频率范围内信号幅度的减小程度。
阻带深度通常用分贝（dB）表示，较高的阻带深度表示滤波器对该频率范围的抑制效果较好。
5.相位延迟：有源滤波器的相位延迟是指滤波器输出信号相对于输入信号的时间延迟。
相位延迟是由滤波器内部的响应时间和频率响应特性所决定的。
较小的相位延迟表示滤波器对输入信号的响应更快。
6.输入/输出阻抗：有源滤波器的输入阻抗指的是滤波器对输入信号的阻力或抵抗程度。
输出阻抗指的是滤波器从输出端传递信号时的内部阻力。
较高的输入/输出阻抗表示滤波器能够更有效地传递信号。
7.功耗：有源滤波器的功耗是指滤波器在正常工作状态下所消耗的能量。
功耗通常用瓦特（W）表示。
较低的功耗表示滤波器能够更节能地工作。
有源滤波器的技术参数对于设计和应用滤波器至关重要。
通过合理选择和配置这些参数，可以实现滤波器对特定频率范围内的信号的高效处理和控制。
无论在音频设备、通信系统还是仪器仪表领域，有源滤波器都有着广泛的应用前景。
【非常好】第2章-运放参数与有源滤波器解析
有时运放给出输入阻抗参数，包括输入电阻与电容，例如MCP601的差 模输入阻抗ZDIFF=1013||3（Ω||pF），共模输入阻抗ZCM=1013||6（Ω||pF）
10. 输出电阻
运放的输出电阻总是比输入电阻小，因此可以起到隔离阻抗的作用， 运放参数中一般不给出输出电阻参数。一般规律是闭环增益越大，则输出 电阻越小。虽然没有输出电阻参数，但可以利用手册中给出的满摆幅输出 电压中的负载条件确定运放的负载能力。
11. 电源电压与电流
运放工作需要在VDD引脚与VSS引脚之间加电源电压，通常，运放数 据手册上给出一个电源电压范围，例如AD620的电源电压为±2.3V~±18V。 电源电流是在无负载情况下的运放电流。
12. 温度范围
运放的参数一般是在某指定温度下的参数，例如室温25℃。
运放的工作温度范围，是指运放可以基本保证性能，而且不损坏的温度。
输入偏置电流通过输入端连接的外电阻起作用，例如，如果运放外引脚的电阻 为100k，输入偏置电流为100nA，则在外电阻上将有10mV的压降，该压降就像在输 入端加一个误差电压源，误差电压源的电压被放大，引起输出误差。对于CMOS输入 结构运放来说，若输入偏置电流为100pA，则100k电阻上的压降只有10μV，在大部 分情况下，该压降可以忽略。
CMRR（dB）=20log（ΔVCM/ΔV）
这里 ΔV是共模抑制等效的输入误差CMRRERROR，ΔVCM是共模输 入电压的变化。
一般情况下，共模抑制比的范围为45dB~90dB。例如，运放共模抑制 比为80dB，则当输入3V的共模电压时，等效共模输入误差CMRRERROR 为0.3mV。
二阶有源滤波器传递函数
二阶有源滤波器传递函数二阶有源滤波器是一种常用的信号处理电路，用于对输入信号进行滤波，以满足特定的频率响应要求。
它的传递函数描述了输入信号与滤波器输出信号之间的关系。
二阶有源滤波器的传递函数一般可以表示为H(s) = K * (s^2 + a*s + b) / (s^2 + c*s + d)，其中s是复频域变量，K、a、b、c、d是与滤波器的电路参数有关的常数。
传递函数中的分子部分(s^2 + a*s + b)表示滤波器对输入信号的增益特性，而分母部分(s^2 + c*s + d)则表示滤波器对输入信号的相位特性。
通过调整滤波器的参数，可以实现不同的频率响应，从而实现对信号的滤波处理。
在二阶有源滤波器中，常见的滤波器类型包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
它们在不同的频率范围内具有不同的特性，可以用于滤除或增强特定频率的信号成分。
低通滤波器具有通过低频信号而抑制高频信号的特性，常用于去除高频噪声或保留低频信号。
高通滤波器则具有抑制低频信号而通过高频信号的特性，常用于去除低频噪声或提取高频信号。
带通滤波器可以通过一定的频率范围内的信号，常用于信号调理和频率分析。
带阻滤波器则可以抑制一定的频率范围内的信号，常用于去除特定频率的干扰信号。
通过调整二阶有源滤波器的参数，可以改变滤波器的频率响应，从而实现对输入信号的精确滤波。
例如，可以通过调整滤波器的截止频率来控制滤波器的通带范围。
此外，通过调整滤波器的阻尼系数和品质因数等参数，还可以改变滤波器的衰减特性和相位响应。
二阶有源滤波器在实际应用中具有广泛的应用，例如在音频处理、通信系统和仪器仪表等领域。
它可以通过滤波器设计和参数调整来满足不同应用的需求，并实现对输入信号的精确处理。
二阶有源滤波器的传递函数描述了滤波器的输入输出关系，通过调整滤波器的参数可以实现对信号的精确滤波。
不同类型的滤波器可以满足不同的频率响应要求，广泛应用于各个领域。
通过深入理解和应用二阶有源滤波器，可以实现对信号处理的精确控制，提高系统性能和信号质量。
RC有源滤波器实验设计报告(二)
RC有源滤波器实验设计报告(二)
1. 实验目的
本次实验的目的是设计并制作一个RC有源滤波器，通过实验验证其滤
波效果，并深入了解有源滤波器的工作原理和设计方法。
2. 实验原理
RC有源滤波器是一种基于RC滤波器的电路，通过加入一个放大器来增加滤波器的增益和频率选择性。
其基本原理是将输入信号经过一个RC
滤波器，然后再通过一个放大器来放大信号，最后输出滤波后的信号。
3. 实验步骤
1）根据设计要求选择合适的电容和电阻，设计RC滤波器的截止频率。
2）根据放大器的放大倍数和输入阻抗，确定放大器的电路结构和参数。
3）将RC滤波器和放大器连接起来，组成RC有源滤波器电路。
4）使用万用表和示波器对电路进行调试和测试，调整电路参数，使得
滤波器输出符合设计要求。
5）记录实验数据，分析滤波器的性能和特点。
4. 实验结果
经过实验测试，我们成功设计并制作了一个RC有源滤波器，其截止频
率为1kHz，放大倍数为10倍。
在输入一个频率为1kHz的正弦波时，经过滤波器后输出的幅值和相位均符合设计要求。
同时，我们还测试了滤波器对不同频率信号的响应，发现滤波器对高频信号有较好的抑制效果，对低频信号的放大倍数较高。
5. 实验结论
本次实验成功设计并制作了一个RC有源滤波器，通过实验验证了其滤波效果和特点。
同时，我们也深入了解了有源滤波器的设计原理和方法，对于以后的电路设计和实验有了更深入的认识和理解。
有源滤波器的主要功能和作用
有源滤波器的主要功能和作用有源滤波器的主要功能和作用1. 什么是有源滤波器？有源滤波器是一种电子电路，其主要功能是调节和控制信号的频率，将指定频率的信号放大或衰减，以实现信号滤波的目的。
2. 有源滤波器的主要功能有源滤波器主要有以下几个功能：•频率选择：有源滤波器可以选择指定频率范围内的信号进行放大或衰减，从而滤除其他频率的干扰信号。
•频率增益：有源滤波器可以放大指定频率范围内的信号，增加信号的幅度，以提高信号的可靠性和质量。
•频率衰减：有源滤波器可以衰减指定频率范围内的信号，以降低噪声和干扰对信号的影响。
•相位校正：有源滤波器可以校正信号的相位，使得信号的相对时间关系更加准确，提高信号的同步性。
3. 有源滤波器的作用有源滤波器在现代电子技术中扮演着非常重要的角色，其主要作用有以下几个方面：•通信系统：有源滤波器被广泛应用于无线通信系统中，用于滤除噪声和干扰信号，增强有效信号的可靠性和清晰度。
•音频处理：有源滤波器被用于音频系统中，用于调节音频信号的频率和幅度，实现音频的均衡、混响和延迟等效果。
•图像处理：有源滤波器可以用于图像处理中，帮助提取特定频率范围内的图像信息，去除图像上的噪点和伪像。
•生物医学工程：有源滤波器被应用于生物医学工程领域，用于滤除生物信号中的干扰和噪声，提取有效的生理信息。
•工业自动化：有源滤波器在工业自动化系统中被广泛使用，用于滤除电力系统中的谐波和干扰信号，保护设备的安全和稳定运行。
有源滤波器通过提供精确的频率控制和信号处理功能，为各个领域的电子设备提供了稳定、清晰和可靠的信号，对提高信号质量和保护设备的正常运行起到了至关重要的作用。
通过不断的研究和创新，有源滤波器在各个领域的应用将会进一步扩展和深化。
有源电力滤波器直流侧电压分析
有源电力滤波器直流侧电压分析首先，我们需要了解有源电力滤波器的工作原理。
有源电力滤波器由一个交流电压源和一个功率放大器组成。
交流电压源是用来生成控制谐波电流的参考信号，功率放大器可以根据参考信号生成谐波电流来抵消主电网上的谐波电流。
在有源电力滤波器的直流侧，存在一个直流电压。
直流电压的大小取决于系统的工作状态，比如负荷变化或者电力系统有其他瞬态现象。
直流电压的分析对于有源电力滤波器的性能评估非常重要。
直流电压主要受到两个因素的影响：滤波器的控制策略和系统的动态特性。
首先，滤波器的控制策略会直接影响到直流电压的大小。
对于有源电力滤波器来说，我们可以通过控制谐波电流的大小和相位来改变直流电压。
一般来说，如果滤波器注入的谐波电流越大，直流电压也会越大。
而相位的改变则会影响到直流电压的波形。
其次，系统的动态特性也会对直流电压起到一定的影响。
例如，当负荷突然变化时，直流电压可能会有所波动。
这是因为有源电力滤波器需要在短时间内调整谐波电流的大小来抵消电网上的谐波电流，所以会引起直流电压的变化。
除了上述因素，直流电压的值还与电力系统的谐波源有关。
如果电网上存在较大的谐波源，有源电力滤波器需要注入更多的谐波电流来抵消，从而使得直流电压的大小增加。
最后，需要注意的是直流电压的稳定性。
在实际应用中，有源电力滤波器的直流侧电压应尽量保持稳定。
如果直流电压波动较大，可能会对设备的正常运行造成影响。
总之，有源电力滤波器的直流侧电压是由滤波器的控制策略、系统的动态特性和电力系统的谐波源等多个因素共同影响的。
在实际应用中，我们需要根据具体情况来选择合适的控制策略和调整参数，以达到滤波器直流侧电压稳定的目的。
有源滤波器中的相位关系
在使用滤波器的应用中，通常人们对幅值响应的兴趣要比对相位响应的兴趣更浓厚。
但是，在某些应用中，滤波器的相位响应也很重要。
一个实例是滤波器用于过程控制环路中的情形。
这里，人们关心的是总的相移量，因为它影响到环路的稳定性。
用来搭建滤波器的拓扑结构是否会造成在某些频率点处符号出现相反，是非常重要的。
将有源滤波器视为两个级联的滤波器是一个有用的方法。
如图1所示，其中一个滤波器是理想的滤波器，用于体现传递函数；另一个是构成滤波器的放大器。
在闭环的负反馈环路中所采用的放大器可以被视为一个具有一阶响应的、简单的低通滤波器。
当频率超过某一点后，增益将随着频率的增长而出现滚降现象。
此外，如果放大器使用反相放大结构的话，则所有频率点上还将出现附加的180°相移。
图1.以两个级联的传递函数的形式表示的滤波器滤波器设计过程可分为两步。
首先选定滤波器的响应特性，接下来选出适当的电路结构来实现它。
滤波器的响应是指衰减曲线的形状，这常常可以归为经典的响应特性中的一种，如Butterworth 、Bessel或者某种Chebyshev型。
虽然这些响应特性的选择往往会影响幅值响应特性，但它们也会影响相位响应特性的形状。
在本文中，为了进行比较，忽略幅值响应，认为其几乎不变。
滤波器的复杂性往往通过滤波器的“阶数”来定义，该参数与储能元件（电感和电容）的数量有关。
滤波器传递函数分母的阶数定义了随着频率的上升而呈现的衰减速率。
渐近线型的滤波器滚降速率为—6ndB/倍频程，或者—20ndB/十倍频程，其中n是极点的数量。
倍频程是指频率的二倍或者一半，十倍频程是频率的十倍增长或者缩减。
因此，一个一阶（或者单极点）滤波器的滚降速率为—6dB/倍频程或者—20dB/十倍频程。
类似的，一个二阶（或者2极点）滤波器的滚降速率为—12dB/倍频程或者—40dB/十倍频程。
更高阶次的滤波器往往是由级联的一阶和二阶基本单元所构成的。
自然，我们可以利用单个有源放大电路级来构建三阶、甚至四阶滤波器，但是对于元件值的敏感，以及元件之间的相互作用对频率响应所造成影响的大幅度上升，会使这些选择不那么具有吸引力。
有源滤波器的功能
有源滤波器的功能1.增益功能：有源滤波器可以通过放大器来提供信号的增益。
在滤波过程中，输入信号可能受到损耗，有源滤波器可以通过放大器来弥补这些损失，并增加输出信号的幅度。
这在需要增加信号强度的应用中非常有用，如音频放大器。
2.频率选择功能：有源滤波器可以根据设计需求选择特定的频率范围进行滤波。
它可以通过调整电路元件的值和放大器的增益来实现频率选择。
这种频率选择功能对于滤除噪声、去除干扰信号、分离频带等应用非常重要。
3.相位补偿功能：有源滤波器可以通过放大器来实现相位补偿，即改变输出信号的相位特性。
在一些应用中，相位延迟可能会导致信号失真或信息丢失，有源滤波器可以校正这种相位延迟，使输出信号的相位与输入信号保持一致，从而提供更准确的信号处理。
4.噪音抑制功能：有源滤波器可以通过放大器来减少噪音的影响。
放大器可以增加输入信号的能量，从而使信号的信噪比更高。
在一些高灵敏度应用中，如通信系统或传感器信号处理中，噪音抑制功能非常重要，有源滤波器可以提供有效的解决方案。
5.可调节性功能：有源滤波器可以通过电路参数的调整来实现不同的滤波特性和频率响应。
这种可调节性使有源滤波器适用于不同的应用需求，如音频调音台、无线电频率选择、语音处理等。
6.非线性处理功能：有源滤波器可以通过放大器的非线性特性来进行信号处理。
这种非线性处理可以用来实现音频效果，如失真、饱和、压缩等。
有源滤波器可以通过调整放大器的工作点和电路参数来改变非线性特性，使得输出信号具有特殊的音频效果。
7.稳定性功能：有源滤波器可以通过放大器来提供负反馈控制，从而提高电路的稳定性。
负反馈控制可以减少放大器的非线性失真、频率变化和温度变化对输出信号的影响。
稳定的滤波器电路对于长期稳定运行和保持一致的性能非常重要。
总之，有源滤波器具有增益、频率选择、相位补偿、噪音抑制、可调节性、非线性处理和稳定性等重要功能。
这些功能使得有源滤波器成为电子系统中不可或缺的组成部分，广泛应用于音频处理、通信系统、传感器信号处理和信号调理等领域。
丹佛斯有源滤波器20070615
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有源滤波器介绍
1. 有源滤波器分为串联型和并联型两种，串联型成本大，安装复杂，效率 低，很难退出维修，所以实际应用很少。基本大多数是并联型产品 2. 电压源谐波（系统产生的）原则上采用串联型，安装在特定的设备前。 电流源谐波（用户产生的）原则上采用并联型，安装在特定的节点。由 于没有绝对的电流源和绝对电压源，所以并联型和串联型都可以用在电 网中起到相同的补偿效果 3. 既可以就地补偿，也可以异地补偿
丹佛斯VLT有源滤波器 丹佛斯VLT有源滤波器
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有源滤波器介绍
1. 有源滤波器是流控电流源，主要作用是产生与谐波源谐波电流Ih 具有相同的幅值而相位相反的补偿电流-Ih来达到消除的目的。 2. 与无源滤波器相比，具有以下特点：
具有自适应功能，实现动态补偿 可同时对谐波和无功功率进行补偿 对电网电压瞬间跌落进行补偿 受电网阻抗影响不大，不易与电网阻抗发生谐振
医院 机场 半导体工厂
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需要IP54 需要IP54 防护等级安装领域 在电力不足或电力限制的电网 安装变频器（ 132kW） 安装变频器（> 132kW）
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VLT有 VLT有源滤波器数据
APF-APF(有源电力滤波器)有何优点-
APF?APF(有源电力滤波器)有何优点? APF，也就是我们常说的有源电力滤波器，APF的作用其实和滤波器相同，只不过APF事有源形式。
为增进大家对APF的认识，本文将对APF、APF的优点以及APF的发展趋势予以介绍。
如果你对APF 具有兴趣，不妨和我一起继续往下阅读哦。
一、有源电力滤波器有源电力滤波器(APF：Active power filter)是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能够对不同大小和频率的谐波进行快速跟踪补偿，之所以称为有源，是相对于无源LC滤波器，只能被动吸收固定频率与大小的谐波而言，APF可以通过采样负载电流并进行各次谐波和无功的分离，控制并主动输出电流的大小、频率和相位，并且快速响应，抵消负载中相应电流，实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功和不平衡。
APF主要采用FFT算法，DFT算法以及三相电路瞬时无功功率理论算法;APF有并联型和串联型两种，前者用的多;并联有源滤波器主要是治理电流谐波，串联有源滤波器主要是治理电压谐波等引起的问题。
从理论基础来看，有源滤波器同无源滤波器比较，治理效果好，主要可以同时滤除多次及高次谐波，不会引起谐振，但是价位相对高!实际应用安全系数很低，国际普遍做法是以变压器升压，来保证可靠性，国家相关部门也要求以变压器升压的形式和有源滤波器结合，治理高压谐波!二、有源电力滤波器的优点1、有较快的响应能力有源电力滤波器可以在很短的时间之内快速的计算出下一个开关的输出频率，响应非常快速，可以快速补偿变化较为频繁的谐波。
2、可靠性高具有输出过电流、直流侧过电压、直流侧欠电压、交流侧过电流、交流侧过电压、IGBT死区保护以及IGBT综合保护等多种保护功能，以备设备或者系统出现异常情况时，设备可以安全的退出运行或保护系统及设备。
3、有着大容量的补偿力有源滤波器的补偿能力跟IGBT容量有很大关系，大容量谐波就很难补偿了，有源电力滤波器可以做到不受限制的并柜扩容，实现了大容量的谐波补偿，并且大大降低了成本。
三相有源滤波器原理
三相有源滤波器原理1.工作原理在三相有源滤波器中，通常采用PWM控制技术。
逆变器将直流电压转换为交流电压，并通过PWM技术控制其输出波形。
通过调节PWM的占空比，可以控制逆变器的输出电压幅值和相位，从而实现对谐波的消除。
控制系统通过对电网中的电压和电流进行采样和处理，可以得到电网中的谐波成分。
然后根据谐波的大小和相位，生成相应的控制信号，通过PWM控制逆变器的输出电压，使其与谐波信号相消。
2.滤波原理传递函数法是根据电路的传递函数进行设计和调节。
通过对电路中各个参数的调节，可以实现对不同频率的谐波的滤波效果。
传递函数法的优点是设计简单，但需要对电路参数有较深的了解和经验。
频域分析法是利用频谱分析技术，对电网中的谐波进行分析和测量，然后根据谐波的频率和幅值，设计相应的滤波器。
频域分析法的优点是可以更精确地对不同频率的谐波进行滤波，但需要对频域分析技术有一定的了解和掌握。
3.控制策略在三相有源滤波器中，控制策略是实现谐波滤波的核心。
常用的控制策略有PI控制、模型预测控制、滑模控制等。
PI控制是最常用的控制策略，通过调节比例和积分参数，可以实现对谐波的有源滤波效果。
但PI控制的响应速度较慢，需要更多的调节。
模型预测控制是一种基于模型的控制策略，通过对电网中的谐波进行建模，并根据模型进行预测和控制，可以实现更快速和更准确的谐波滤波效果。
滑模控制是一种非线性控制策略，通过引入一个滑模面，将系统状态引导到滑模面上，从而实现对谐波的补偿和滤波。
滑模控制具有快速响应和鲁棒性的特点，但需要更复杂的设计和调节。
总之，三相有源滤波器是一种有效的消除电力系统中谐波干扰的设备。
通过引入控制电压，可以主动地对电网中的谐波进行补偿，从而实现对谐波的滤波效果。
在设计和调节三相有源滤波器时，需要结合控制策略和滤波原理，根据电网的实际情况进行调整和优化，以实现更好的滤波效果。
什么叫有源滤波器？有源滤波是什么意思？有源滤波的作用
什么叫有源滤波器？有源滤波是什么意思？有源滤波的作⽤以LC或RC等器件组成的⽆源滤波器进⾏信号处理时，它们的滤波特性（尤其是RC组成的多阶滤波）往往不容易做的很好，且会产⽣衰减，如果配上放⼤器（运放、晶体管），利⽤放⼤、反馈等⼿段，可以取得⽐较理想的幅频响应，并且可抵消衰减甚⾄得到增益。
例如可以做出最平坦幅频响应的巴特沃斯滤波器、通带内等纹波的切⽐雪夫滤波器、阻带等纹波的反切⽐雪夫滤波器、通带阻带均有纹波具有最窄过渡带的椭圆滤波器、时域最平坦特性的贝塞尔滤波器等，⽽⽤⽆源RC滤波器时很难形成这些复杂滤波特性形态。
由于放⼤器需要电源，所以被称有源滤波器。
顾名思义该装置需要提供电源，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（传统的只能固定补偿），实现了动态跟踪补偿，⽽且可以既补谐波⼜补⽆功；三相电路瞬时⽆功功率理论是APF发展的主要基础理论；APF有并联型和串联型两种，前者⽤的多；并联有源滤波器主要是治理电流谐波，串联有源滤波器主要是治理电压谐波等引起的问题。
有源滤波器同⽆源滤波器⽐较，治理效果好，主要可以同时滤除多次及⾼次谐波，不会引起谐振，但是价位相对⾼！有源滤波器是通过实时监测谐波信号，然后发出幅值相等，相位相同，⽅向相反的电流，来抵消谐波电流的。
它的主要作⽤除了滤除谐波，还可抑制闪变、补偿⽆功等。
有源滤波器的电压放⼤倍数和通带截⽌频率不会随着负载的变化⽽变化，有很强的带载能⼒。
有源电⼒滤波器由有源逆变器构成，与被补偿的谐波负载并联连接，通过实时检测负载电流波形，控制有源电⼒滤波器产⽣相应的补偿电压，使有源⽀路的阻抗对各次谐波都为零，滤除波形中的基波（50/60Hz）成分，将剩余部分的波形反向，通过控制IGBT的触发，将反向电流注⼊供电系统中，实现滤除谐波、动态补偿系统波动、抑制谐振、提⾼功率因素等四⼤功能。
从⽽提⾼滤波器的滤波效果。
电⼒有源滤波器的功能 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。
有源滤波器实验报告
有源滤波器实验报告实验报告：有源滤波器引言：有源滤波器是一种常用的电子电路，用于对信号进行滤波和增强。
通过引入放大器元件，有源滤波器能够实现更高的增益和更好的频率选择性。
本实验旨在通过搭建有源滤波器电路，研究其滤波特性和频率响应。
实验目的：1. 了解有源滤波器的工作原理和基本结构。
2. 掌握有源滤波器的电路搭建方法和调试技巧。
3. 分析和验证有源滤波器的滤波特性和频率响应。
实验器材：1. 函数发生器2. 电压放大器3. 直流电源4. 频谱仪5. 示波器6. 电阻、电容等元件7. 连接线等实验辅助器材实验步骤：1. 搭建有源低通滤波器电路。
2. 调整电路参数，如电阻和电容值，以实现所需的滤波特性。
3. 连接函数发生器和频谱仪，分别输入信号和输出信号。
4. 使用函数发生器产生不同频率的正弦波信号，记录频谱仪的输出结果。
5. 分析频谱仪输出结果，验证有源滤波器的滤波特性和频率响应。
实验结果：通过实验，我们得到了有源滤波器的频率响应曲线。
该曲线显示了滤波器在不同频率下的增益和幅频特性。
我们可以观察到滤波器对不同频率的信号有不同的响应，从而实现了信号的滤波和增强。
讨论与分析：在实验过程中，我们发现有源滤波器的电路参数对滤波特性有重要影响。
例如，改变电阻和电容的数值可以改变滤波器的截止频率和增益。
通过调整这些参数，我们可以根据实际需求设计不同类型的有源滤波器。
此外，我们还观察到有源滤波器对输入信号的相位有一定的影响。
在某些频率下，滤波器会引入相位延迟或相位差。
这是由于滤波器的频率选择性导致的，需要在实际应用中进行相应的补偿。
结论：有源滤波器是一种常用的电子电路，能够对信号进行滤波和增强。
通过实验，我们了解了有源滤波器的工作原理和基本结构，掌握了电路搭建和调试技巧。
通过分析实验结果，我们验证了有源滤波器的滤波特性和频率响应。
这些知识和技能对于电子工程师和通信工程师具有重要意义，可应用于各种电子设备和通信系统中。
有源动态滤波器PQFI-PQFM-PQFK- PQFS
ABB PQF 有源动态滤波器采用电力电子m技a术tic与all电y e网lim中in的a谐ted波. 源设备并联运行。它能监视电
网中的谐波电流情况，并根据用户设定的滤波目- 8标00 进行滤波。通过对电网注入相位相反的各
TIME (5ms/div)
频次谐波电流来过滤被污染的系统电流。
Filtered line Current (100A/div)
S馈up电ply
负Lo载ad harmonic frequency a compensation current in perfect phase
icompensation
opposition to the polluting current.
清洁的馈80电0 电流
负载电流
PQF 电流
Unfiltered line Current (100A/div)
ABB 有源动态滤波器 PQF 是解决谐波污染、相不平衡和无功补偿等电能质量问题的最佳答 案。
ABB PQF 有源动态滤波器可应用于不同类型的场合，并同时适用于商业和工业环境，为客 户提供谐波滤除、相平衡和无级容性或感性无功补偿。从几十安培到几千安培的丰富的滤波 方案可以为每个系统提供最优化的解决方案。通过主从 模块的扩展，用户可以轻易得到所 需要的谐波容量。在通常情况下，滤波器的总能量将会平均地由并联的各个模块释放叠加得 到。
BB PQF active filters excel thanksHtoartmheoqnuicaliotyrdoef rthe
HThaisrmunoiqnuiecAoBrBdteerchnologHy aenrmabolensiicnsotarlldateiorns to comply with
有源滤波器工作原理
有源滤波器工作原理
有源滤波器是一种电路，由主动元件（如运算放大器）和被动元件（如电阻、电容、电感等）组成。
它通过对输入信号的增益和相移进行调节来实现对特定频率信号的滤波。
有源滤波器工作原理如下：首先，输入信号被送入运算放大器的非反相输入端，而反相输入端通过反馈电阻和电容连接到运算放大器的输出端。
这样一来，运算放大器会将输入信号通过反馈路径再次输入到非反相输入端，形成一个反馈回路。
当输入信号的频率与滤波器设置的截止频率相等时，电路会出现共振现象，此时输出信号幅度最大。
而对于其他频率的输入信号，由于电路的特性，输出信号幅度会相应减小。
有源滤波器可以按照传递函数的形状分为低通、高通、带通和带阻四种类型。
低通滤波器通过允许低频信号通过而阻断高频信号来滤除高频噪声。
高通滤波器则通过阻断低频信号而传递高频信号，用于滤除低频噪声。
带通滤波器用于传递一定范围内的频率信号，而阻隔其他频率。
带阻滤波器则相反，通过传递一定范围之外的频率信号，而阻隔其他频率。
在有源滤波器中，增益和相移的调节是通过调整反馈电路中的元件参数来实现的。
这样一来，可以实现对不同频率信号的不同放大程度和相位变换，从而达到滤波的效果。
总之，有源滤波器通过运用主动元件和被动元件，通过增益和相移调节，实现对输入信号中的特定频率信号的滤除或传递。
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在使用滤波器的应用中，通常人们对幅值响应的兴趣要比对相位响应的兴趣更浓厚。
但是，在某些应用中，滤波器的相位响应也很重要。
一个实例是滤波器用于过程控制环路中的情形。
这里，人们关心的是总的相移量，因为它影响到环路的稳定性。
用来搭建滤波器的拓扑结构是否会造成在某些频率点处符号出现相反，是非常重要的。
将有源滤波器视为两个级联的滤波器是一个有用的方法。
如图1所示，其中一个滤波器是理想的滤波器，用于体现传递函数；另一个是构成滤波器的放大器。
在闭环的负反馈环路中所采用的放大器可以被视为一个具有一阶响应的、简单的低通滤波器。
当频率超过某一点后，增益将随着频率的增长而出现滚降现象。
此外，如果放大器使用反相放大结构的话，则所有频率点上还将出现附加的180°相移。
图1. 以两个级联的传递函数的形式表示的滤波器滤波器设计过程可分为两步。
首先选定滤波器的响应特性，接下来选出适当的电路结构来实现它。
滤波器的响应是指衰减曲线的形状，这常常可以归为经典的响应特性中的一种，如Butterworth、Bessel或者某种Chebyshev型。
虽然这些响应特性的选择往往会影响幅值响应特性，但它们也会影响相位响应特性的形状。
在本文中，为了进行比较，忽略幅值响应，认为其几乎不变。
滤波器的复杂性往往通过滤波器的“阶数”来定义，该参数与储能元件（电感和电容）的数量有关。
滤波器传递函数分母的阶数定义了随着频率的上升而呈现的衰减速率。
渐近线型的滤波器滚降速率为－6ndB/倍频程，或者－20ndB/十倍频程，其中n是极点的数量。
倍频程是指频率的二倍或者一半，十倍频程是频率的十倍增长或者缩减。
因此，一个一阶（或者单极点）滤波器的滚降速率为－6dB/倍频程或者－20dB/十倍频程。
类似的，一个二阶（或者2极点）滤波器的滚降速率为－12dB/倍频程或者－40dB/十倍频程。
更高阶次的滤波器往往是由级联的一阶和二阶基本单元所构成的。
自然，我们可以利用单个有源放大电路级来构建三阶、甚至四阶滤波器，但是对于元件值的敏感，以及元件之间的相互作用对频率响应所造成影响的大幅度上升，会使这些选择不那么具有吸引力。
传递函数首先，我们考察一下传递函数的相位响应。
对于同样阶数的滤波器选项来说，它们的传递函数的相移特性都相同。
对于单极点、低通的情形，传递函数的相移为φ，由下式给出。
（1）式中：ω = 频率（弧度/秒）ω0 = 中心频率（弧度/秒）以弧度/秒为单位的频率等于2π乘以以Hz为单位的频率，这是因为每个360°周期对应着2π弧度。
由于上面的表达式是一个无量纲的比值，故f和ω都可以采用。
中心频率还可以被称为截止频率（即该单极点、低通滤波器的幅值响应特性下降3dB——约30％——的频率点）。
在相位关系方面，中心频率是相移量达到其最终值－–90°（在这个例子中）的50％时的频率点。
图2是一幅半对数图，描述了公式1所表述的相位响应关系，其频率范围是中心频率以下的两个十倍频程至中心频率以上的两个十倍频程。
中心频率（＝1）处的相位移动为–45°。
图2. 一个单极点、低通滤波器在中心频率附近的相位响应（同相，左轴；反相响应，右轴）图中：Normalized Frequency——归一化频率，Phase Angle（in－phase）——相角（同相），Phase Angle（inverted）——相角（反相）类似的，一个单极点的高通滤波器可以由下式给出：(2)图3描绘了公式2所表示的、在中心频率以下两个十倍频程至中心频率以上两个十倍频程这一范围内的响应特性。
其归一化的中心频率（＝1）处的相移为+45°。
显然，高通和低通特性类似，只是相互间存在90°的相位差（π/2 radians）图3. 一个单极点、低通滤波器在中心频率1 附近的相位响应（同相，左轴；反相响应，右轴）图中：Normalized Frequency——归一化频率，Phase Angle（in－phase）——相角（同相），Phase Angle（inverted）——相角（反相）对于二阶、低通的情形，传递函数的相移可以由下式近似表示为(3)式中α是滤波器的阻尼比。
它将决定幅值响应曲线上的峰值以及相位曲线过渡段的陡峭程度。
它是电路的Q值的倒数，这也决定了幅值滚降或相位偏移的陡峭程度。
Butterworth 响应的α为1.414（Q＝0.707），可以产生最大平坦度响应特性。
更低的α会使幅值响应特性曲线上出现尖峰。
图4. 一个双极点、低通滤波器的中心频率1 附近的相位响应（同相，左轴；反相响应，右轴）图中：Normalized Frequency——归一化频率，Phase Angle（in－phase）——相角（同相），Phase Angle（inverted）——相角（反相）图4描绘了该式所表示的（α＝1.414）、在中心频率以下两个十倍频程至中心频率以上两个十倍频程这一范围内的响应特性。
这里，中心频率（＝1）处出现的相位偏移为–90°。
一个2极点、高通滤波器的相位特性响应可以由下式近似表示(4)图5描绘了该式所表示的响应特性（同样有α＝1.414），其范围是中心频率（＝1）以下两个十倍频程至中心频率以上两个十倍频程，相应的相移为图5. 一个双极点、高通滤波器的中心频率1 附近的相位响应（同相，左轴；反相响应，右轴）图中：Normalized Frequency——归一化频率，Phase Angle（in－phase）——相角（同相），Phase Angle（inverted）——相角（反相）同样的，显然高通和低通相位响应是类似的，仅仅存在180°的相位偏移（π弧度）。
在更高阶数的滤波器中，每个附加段的相位响应都累加到总的相移量之上。
这一特性将在下面进一步予以讨论。
为了与通常的实践保持一致，所示出的相移被限制为±180°的范围之内。
例如，–181° 事实上等价于+179°，360°等价于0°，依此类推。
一阶滤波器段一阶滤波器段可以以多种方式来构建。
图6示出最简单的一种结构，即使用无源的R－C架构。
该滤波器的中心频率为1/(2πRC)。
它之后往往接一个同相的缓冲放大器，以防止滤波器之后的电路对其产生负载效应，负载会改变滤波器的响应特性。
此外，缓冲器还可以提供一定的驱动能力。
相位响应如图2所示，即在中心频率点处产生45°的相移，正如传递函数所预测的那样，这是因为没有另外的元件改变相移特性。
这种响应特性将被称为同相、一阶、低通响应特性。
只要缓冲器的带宽显著高于滤波器，那么缓冲器就不会带来相移。
图6. 无源低通滤波器请记住，这些图中的频率值是归一化的，即相对于中心频率的比值。
例如，若中心频率是5kHz，则这些图将展示50Hz到500kHz范围内的相位响应特性。
图7示出另外一种结构。
该电路增加了一个并联电阻，对积分电容进行连续放电，从根本上来说它是一个有损耗的积分器。
其中心频率同样是1/(2πRC)。
因为该放大器是以反相模式工作的，故反相模式将在相移特性上引入附加的180°相位。
图2示出了输入－输出的相位差随频率的变化，其中包括了放大器引入的反相（右轴）。
该响应特性将被称为反相的、一阶、低通响应。
图7. 利用工作在反相模式的运放搭建的有源、单极点、低通滤波器上面所示的电路可以衰减高频分量而通过低频分量，均属于低通滤波器。
可以通过高频分量的电路则与之类似。
图8示出一个无源的一阶、高通滤波器电路结构，其相位随着归一化频率的变化特性则示于图3中（同相响应）。
图8. 无源高通滤波器图3（左轴）的曲线被称为同相、一阶、高通响应特性。
该高通滤波器的有源电路示于图9中。
其相位随频率的变化示于图3中（右轴）。
这将被称为反相、一阶、高通响应。
图9. 有源、单极点、高通滤波器二阶滤波器段二阶滤波器有各式各样的电路结构。
这里要讨论的是Sallen－Key、多路反馈、状态变量结构，及其类似的双二阶滤波结构。
它们是最常见的结构，而且与本文的内容相关。
关于各种不同结构的更为完整的信息可参见文后的参考文献。
Sallen－Key低通滤波器广泛使用的Sallen-Key结构也被称为电压控制电压源（VCVS）型，是MIT的林肯实验室（参见文献3）的R.P. Sallen和 E.L. Key于1955年提出的结构。
图10示出了一个Sallen －Key二阶低通滤波器的电路原理图。
这一结构受到广泛欢迎的一个原因是它的性能基本与运放的性能无关，因为放大器主要作为一个缓冲器来使用。
由于在基本的Sallen－Key电路中，连接成跟随器的运放并不用于产生电压增益，故对它的增益－带宽要求并不重要。
这意味着，对于给定的运放带宽而言，与运放的动态特性受到可变反馈环路特性影响的那些电路结构相比，利用这一固定的（单位）增益可以设计出频率更高的滤波器。
通过滤波器后，信号的相位保持不变（同相结构）。
图4示出一个Q＝0.707（或者，阻尼比α＝1/Q=1.414——Butterworth响应特性）的Sallen－Key低通滤波器的相移－频率关系图。
为了简化比较，这将作为下面所考虑的二阶滤波器段的性能标准。
图10. 2极点、Sallen-Key低通滤波器Sallen-Key高通滤波器通过互换决定频率网络上的电容和电阻的位置，可将Sallan-Key低通电路变换为高通结构，正如图11所示的那样，而且同样采用单位增益的缓冲器。
其相移－频率关系示于图5中（左轴）。
这是同相、二阶、高通响应。
图11. 2极点、Sallen-Key高通滤波器Sallen－Key滤波器的放大器增益可以通过在运放反相输入上连接一个电阻衰减器组成的反馈网络来提高。
不过，改变增益将影响到决定频率网络的表达式，而且需要重新计算元件的值。
该放大器的动态特性也需要更严格的考察，因为它们在环路中引入了增益。
多路反馈（Multiple-Feedback，MFB）低通滤波器多路反馈滤波器是一种单放大器电路结构，反馈环路是基于运放的积分器（反相配置），如图12所示。
因此，运放参数对传递函数之间的影响要大于Sallen－Key的实现方案。
要产生一个高Q、高频电路是很困难的，因为运放在高频段的开环增益有限。
一条指导方针是，运放的开环增益应该至少比谐振（或者截止）频率处的幅值响应高出20dB（即10倍于之），包括滤波器的Q值造成的峰值。
由于Q值而造成的尖峰将具有如下的幅值(5)式中：H是电路的增益。
图12. 2极点、多路反馈（MFB）、低通滤波器该多路反馈滤波器会使信号反相。
这等价于让滤波器自身的相移增加了180°。
图4示出了相位－频率变化关系（右轴）。