有源滤波器11培训资料
有源滤波器
它的传递函数为 ＝
一阶有源低通滤波器的幅频响应和相频响 应分别为
- arctan（ω/ω0）
一阶有源低通滤波器的幅频响应如图所示。
2．高通滤波器
一阶有源高通滤波器是在一阶无源高 通滤波器的基础上加一集成运放构成的。
它的幅频响应和相频响应为
幅频响应
arctan（ω0/ω）
3．其他有源滤波器
为了得 到带通或者 带阻有源滤 波器，我们 将高通滤波 器与低通滤 波器串联或 者并联起来 就可以了。
根据阻带和通带的位置不同，滤波器可以 分为以下几种： （1）低通滤波器（LPF） （2） 高通滤波器（HPF） （3） 带通滤波器（BPF） （4）带阻滤波器（BEF）
四种不同滤波器的幅频特性
1.2 一阶有源滤波器
1．低通滤波器 一阶有源低通滤波器是在无源低通滤
波器的基础上加一集成运放构成路。
模拟 电子 技术 基础
有源滤波器
1.1 滤波器的概念及分类 1.2 一阶有源滤波器
1.1 滤波器的概念及分类
1．滤波器的定义
滤波器的一般结构如图所示，ui（t）是输 入信号，uo（t）是输出信号。由于它处理的信 号含有各种不同频率，通常在频域内表示它的 各种特征和性能。
=
=
2．有源滤波器的分类
模拟 电子 技术 基础
仪器电子技术第三章有源滤波器
•0•-1
•-20 •Q=0.1
•Q=0.2 •-40
•Q=0. •-60 5
•0
•1 •lg(ω/ω0)
•a) 幅 频 特
性
•Q=1 •Q=2.5 •Q=5
•
•/(° ) •90o
•0o•-1
•-90o
•Q=5
•Q=2.5
•0
•1 •lg(ω/ω0)
•Q= •Q=0. •Q=0. •Q=0.1 15 2
性的，阶跃响应有过冲。
PPT文档演模板
•A
•1.0
•n=2 •n= •n=5
4
•0. 5
•0
•1
•/(°)
•0
•1
•-180°
•-360°•n= •n= •n= 2 45
•2 •ω/ ω0
•2 •ω/ ω0
仪器电子技术第三章有源滤波器
三种方法特点
切比雪夫： 下降最陡，但通带之间幅频曲线有波纹。
贝塞尔：
•α=0.33 •α=0.5
•lg(ω/ω0)
•1
•-40
•a) 幅频特性
•-60
•/(°) •-1
•0°
•0 •α=0.1 •α=0.2
•α=2.5
•α=0.33
•-90o•α=1.67
•α=0.5
•α=1.25 •α=0.8
•-180o
•1 •lg(ω/ω0)
•b) 相频特性
仪器电子技术第三章有源滤波器
一、滤波器的用途 二、分类 三、参数 四、二阶滤波器传递函数 五、滤波器的逼近
第二节 RC有源滤波器电路 第三节 RC有源滤波器设计 第四节 开关电容滤波方法简介 第五节 集成有源滤波器简介 第六节 应用举例
《有源滤波器知识》PPT课件
模拟电子技术基础
故 滤波器的通频带宽
Q值越大，通频带越窄，滤波器 的选择性越强。
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模拟电子技术基础
A( j )
20lg |
| / dB
A0
0
带通滤波器 的幅频特性
0.5
1
–20
2
5
–40 0.1
Q=10
1
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w /wo
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模拟电子技术基础
2．二阶带阻有源滤波器 (1) 电路组成
故 传递函数
其中：
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模拟电子技术基础
b. 频率特性
将s=jw 代入式
得滤波器的频率特性
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模拟电子技术基础
c. 滤波器的幅频特性
幅频特性分析 (a) 当 时，
(b) 当
时，
(c) 当
时，
电路具有带阻特性
为中心角频率
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模拟电子技术基础
d. 滤波器的阻带 令
组成: 由电阻、电容、电感等无源器件组成。
优点
电路简单 高频性能好
C
R
RL
工作可靠 通带信号有能量损耗
无源高通滤波器
缺点 负载效应比较明显
体积和重量比较大，电感还会引起电磁干扰。
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模拟电子技术基础
(b) 有源滤波器 组成：由电阻、电容和有源器件（如集成运放）组成。
电路体积小、重量轻。
_
(2) 电路分析
a. 电路的传递函数
–
+
+
_
上页 下页 返回
模拟电子技术基础
式中 故
Z1(s)
+ _
有源电力滤波器讲解课件
4，谐波的抑制
谐波电流是一切谐波问题的根源，谐波电压也是由于谐波电流导 致的，即谐波电流和配电系统上产生的阻抗导致的电压降。因此， 一般在研究谐波导致的危害时，主要指谐波电流的危害。因此，解 决谐波也是从谐波电流入手。 抑制谐波，我们在电磁兼容上学过，主要有两种方式即有源滤波和无 源滤波。源我们从简单字面上讲就是电源，电压源或者电流源，
根方法2：从等效电路分析：
分析得 并联型APF本质上属于受控电流源； 串联型APF属于受控电压源。
负载整流电路的非线性负载： 直流侧 电感滤波 的整流电路属于电流型谐波源； 直流侧 电容滤波 的整流电路属于电压型谐波源。
并联型APF适合：补偿 直流侧电感滤波的整流电路 — 电流型谐波源。 串联型APF适合：补偿 直流侧电容滤波的整流电路 — 电压型谐波源。
偿以及三相系统中的不平衡电流等。 串联型通过一个匹配变压器，将APF串联与电源与负载之间，以消
除电压谐波、平衡或调整负载的端电压。损耗较大，各种保护电路也较复 杂。只消除高次谐波。
混合型，在串联型基础上使用了一些大容量的LC滤波网络来承担抵 消低次谐波，进行无功补偿。
串—并联型，结合了串联和并联优点，能解决电网中发生的大多 数电能质量问题。但控制复杂，造价较高。
基于PSCAD实现 有源电力滤波器
APF仿真
王思祥
设计整体思路
• 在对有源电力滤波器(APF)的结构和运行特性进行分析的基础 上，利用电磁暂态仿真软件PSCAD 对APF 系统的运行过程 进行了仿真，建立了系统的仿真模型，设计了基于瞬时无功 功率理论的控制系统，给出了在负荷电流突变等情况下APF 的动态响应曲线。
（2）突加负载时的仿真过程分析
• 右图所示为在0.4S 时突加负载前后系统 网侧A相电流波形（ 第一个子图所示）。 由图可见，APF在负 载突变的情况下仍能 快速地进行系统谐波 补偿，且稳定后其电 流波形接近于标准的 正弦波。
模拟电子技术有源滤波器-教学文稿
电气自动化技术专业教学资源库
电工电子技术
主 讲：韩振花
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讲授内容
项目八：集成运算放大电路 知识点 有源滤波器
目录
01 02 03 04
明确任务：有源滤波器
知识准备：有源低通滤波器的结构、分析 知识深化：有源高通滤波
所以传递函数为
式中Aup为通带电压放大倍数，ω0为截 止角频率。
图1 有源低通滤波电路
二、知识准备
（二）有源低通滤波电路
低通滤波器的通带电压放大倍数是当工作频率趋于零时，其输出电压Uo与 其输入电压Ui的比值。
图2低通滤波电路的幅频特性
二、知识准备
（二）有源低通滤波电路
以同样的方法，可得上图1(b)的特性
式中
图3 有源高通滤波电路
由上述公式可见,我们可以通过改变电阻 Rf和R1的值调节通带电压放大倍 数，调整RC或RfC改变截止频率。
四、归纳总结
有源滤波器
这节课主要讲述了有源滤波器的组成、特点，能够完成有源低 通滤波器的分析设计，了解有源高通滤波器的分析、应用等。
高等职业教育数字化学习中心
电气自动化技术专业教学资源库
式中
图1 有源低通滤波电路
三、知识深化
（一）有源高通滤波电路
下面以3(a)图进行分析：
图3 有源高通滤波电路
三、知识深化
（一）有源高通滤波电路
式中Aup为通带电压放大倍数
图3 有源高通滤波电路
二、知识准备
（一）有源高通滤波电路
图4 高通滤波电路的幅频特性
三、知识深化
（一）有源高通滤波电路
以同样的方法，可得上图3(b)的特性
滤波器类器件技术规格书培训资料1
滤波器类器件技术规格书培训资料1滤波器类器件技术规格书1，概述目前我公司滤波器类产品主要包括：滤波器、双工器、合路器。
滤波器：应用于通信系统中，抑制不需要的信号，有选择性地让需要的信号通过。
双工器：应用于各种移动通信系统中的直放站、室内覆盖、基站等系统，使系统的接收（RX）和发射（TX）共用一付天线，而接收和发射互不干扰。
合路器：将多个通信系统的信号合成一路，而各系统间互不干扰。
命名规则：JCXXX-XX-XX -XX-XX- RXX①②③④⑤ ⑥①-代表产品种类，如JCFLT表示滤波器，JCDLX表示双工器，JCDUP表示合路器②-第一通带起始频段③-第二通带起始频段④-第三和更多通带起始频段⑤-产品系列流水号⑥ -产品版本号。
从R1A开始，前面的数字代表电气的改变，后面数字代表结构的改变。
2，指标分析频率范围：器件能满足技术指标要求的工作频率范围。
单位一般为MHz。
这里专指通带频率范围。
dB(Decibel，分贝)：是一个纯计数单位，表示两个量的比值大小，对于功率，dB = 10lg(A/B)，其中A表示输出功率，B表示输入功率。
如-3dB表示一半，0dB表示“1”。
回波损耗：描述各端口的反射特性。
还可以用电压驻波比（VSWR）表示。
二者可以用公式RL=20lg【(VSWR-1)/(VSWR+1)】进行换算，式中RL、VSWR分别表示回波损耗和电压驻波比。
数值越大，性能越优。
插入损耗：在通带频率范围内，信号经过器件主线所引起的损耗。
数值越小，性能越优。
带内波动：在器件工作通带内传输损耗的最大值和最小值的差值。
数值越小，性能越优。
带外抑制：描述器件某通道的选择特性。
即对不需要信号的抑制能力，一般希望尽可能大。
数值越大，性能越优。
隔离度：合路器各个系统之间的隔离。
双工器发射通道和接收通道之间的隔离。
数值越大，性能越优。
标称阻抗：各端口规定的电阻性阻抗。
目前我公司器件标称阻抗均为50Ω。
接口类型：XX-XX① ②①–常见的有N，Din（又称7/16），SMA，其中尤以N型最常见②–分为M和F，分别表示公头和母头端口识别：滤波器有二个端口。
实验3.11 有源滤波器
资料范本本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载实验3.11 有源滤波器地点：__________________时间：__________________说明：本资料适用于约定双方经过谈判，协商而共同承认，共同遵守的责任与义务，仅供参考，文档可直接下载或修改，不需要的部分可直接删除，使用时请详细阅读内容实验3.11 有源滤波器一、实验目的（1）了解滤波器的性能特点。
（2）掌握滤波器的调试及有关参数的测量方法。
二、实验设备及材料双踪示波器、万用表、毫伏表、直流稳压电源、函数信号发生器、实验电路板、面包板、运算放大器及电阻、电容等元件。
三、实验原理滤波器是一种能让一定频率或一定频率范围内的信号通过，同时又能阻止其他频率的信号通过的电路。
由有源器件（晶体管或集成运放）和电阻、电容构成的滤波器称为RC有源滤波器。
根据滤波器所能通过信号的频率范围或阻止信号频率范围的不同，滤波器可分为低通、高通、带通与带阻等4种滤波器。
按性能滤波器分为一阶、二阶和高阶滤波器。
阶数越高，其幅频特性越接近于理想特性，滤波器的性能就越好。
1、低通滤波器（LPF）低通滤波器是一种用来传输低频段信号，抑制高频段信号的电路。
当信号的频率高于某一特定的截止频率fc时，通过该电路的信号会被衰减（或被阻止），而低于fc的信号则能够畅通无阻地通过该滤波器。
能够通过的信号频率范围定义为通带；阻止信号通过的频率范围定义为阻带，通带与阻带之间的分界点就是截止频率fc。
Aup为通带内的电压放大倍数，当输入信号的频率由小到大增加到使滤波器的电压放大倍数等于0.707Aup时，所对应的频率称为截止频率fc。
（1）一阶低通滤波器图3.11.1 一阶低通滤波器图3.11.1是一种简单的一阶低通滤波器，它由同相电压放大器和RC低通电路组成。
对于频率低于fc的输入信号ui，电容器的容抗XC很大，输入信号的电压几乎都降落在电容C上，因此u+ 增大，输出电压增大。
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信号失真严重 4 L一般需特别制造,不能批量生产 5 无源RC网络的频率特性远远不如LC网络,且吸收的信号功率
较多
2020/10/23
有源滤波器:用有源元件作为积木块来设计的滤波器
l
Qssi i1
mn1
amsm am1sm1 a0
Hs
Qs
bnsn bn1sn1 b0
2020/10/23
Qs
设
am s m am1s m1 a0 Y1 Y2
Qs
bn s n bn1s n1 b0
Qs
Y6 Y4
此时，用RC电路实现四个导纳值即可。
2020/10/23
eg:Hss2s2s2 1s1
2020/10/23
有源滤波器的设计步骤：
1 分析性能指标，选择适当的方式来逼近滤波器，得到其系统函数； Butterworth,Chebychef,Bessel ,Cauer 2 选择适当的方法（无源网络方法）实现系统函数：
画信号流图(SFG or Coates)，得到最小单元电路 实现各最小单元电路 3 将得到的无源网络变成有源网络 4 验证性能指标
r
r
Cj
2
-+
R
1
2
Rj Cj
2020/10/23
浮地电感的实现的GIC实现
1
22
1
Rj Cj
Cj Rj
2020/10/23
eg:已知某7阶高通椭圆滤波器如图所示：
7.344F 5.999F 7.564F
10KΩ 69.11F
22.2F
1.487H
1.822H
10.74F
11.72F
10KΩ
2.642H
2020/10/23
有源滤波器的实现方法： 1 直接综合法 2 反馈法 3 级联法 4 模拟法
2020/10/23
1 直接综合法 按照某些已知的电路结构，用一定数量的有源元件 直接实现高阶滤波器的方法。
2020/10/23
eg: 以下是loveห้องสมุดไป่ตู้ing网络，电路结构已知，要求设计一高通滤波器。
Z3
Z4
-+
传输函数
+-
Z1
Z2
Z3
Z4
-+
Zin
Z1Z3 Z2Z4
ZL
ZoutZZ21ZZ34 Zs
2020/10/23
ZL是负载或输出接 端电 口阻 的端 Zs是电源内阻或的 输端 入接 端电 口阻
接地电感的实现的GIC实现
+-
Rj
r
r
Cj
-+
R
Lj RjCjR
2020/10/23
+-
1
Rj
Y4
Y3
Y6
+ Y1
-
ui
+
Y5
-
+
+
u
Y2
o
从电路求得网络函数为
HsY1Y5 Y2Y3
Y3Y6 Y4Y5
为了便于设计Y， 5 设 Y3 1，Hs
Y1 Y6
Y2 Y4
2020/10/23
对高阶滤波器
Hsab m nssm n a bn m 11 ssnm 1 1 ba 00
mn
引入另一个多项式，无重根，且所有根均为负实数：
• The beginning and ending integrator have resistors in parallel with the capacitors to simulate the passive 2t0e20r/1m0/23ination resistors.
a General LC Ladder Network 为了将中间变量电流变成电压，
Y6
7s 1s
6 s
3
2 s1
Y4
1 3
5s 3 s1
Y1
s
s
1
Y2
2 s 3 Y6
7s 1s
6 s
3
2 s
1
Y4
可以很简单实现上述单元电路，用它们代替下图的各导纳即可
Y4
Y3
Y6
+ Y1
-
ui
+
Y5
-
+
+
u
Y2
o
2020/10/23
缺点： 1 元件的灵敏度增大 2 关系复杂，不便于调节 3 随着滤波器阶数增大，元件值分散，不利于批次生产，不利 于集成
最需要替换的元件是电感
2020/10/23
电感的实现方法： 1 回转器实现 2 运放实现 3 NIC实现 4晶体管实现 5 GIC实现 6 FDNR实现
2020/10/23
5 GIC实现： GIC：generalized imittance converter 电路：
+-
Z1
Z2
2020/10/23
K
2020/10/23
eg：
7.344F 5.999F 7.564F
10KΩ 69.11F
22.2F
1.487H
1.822H
10.74F
11.72F
10KΩ
2.642H
2020/10/23
6 跳耦模拟法：
• 跳耦：leapfrog,跳蛙法，类似于跳青蛙的游戏而得名
• Leapfrog filters are passive LC ladder simulations.
有源元件: 1 运算放大器 2 NIC 3 负阻抗逆变器 4 回转器 5 广义导抗变换器 6 频变负阻器FDNR
2020/10/23
有源滤波器的结构很多,设计方法有多种,主要有4种: 1 直接实现 2 对LC滤波器进行元件模拟 3对LC滤波器进行运算模拟 4 级联实现
2020/10/23
一阶、二阶有源滤波器的实现简单 高阶有源滤波器的实现
• Filter Solutions supports Leapfrog filters for low pass and band pass all pole designs.
• Alternating inductors and capacitors are replaced by a string of positive and negative gain integrators.
-+
Z4
Z3
Z2
Z1
2020/10/23
设电路的传递函数为H=R(S)/E(S) 分子分母同时除以S后不变 除以S后，R,L,C的阻抗分别变为R/S,L,1/(S*S*C) 因此，R,L,C分别变成C,R,C,
2020/10/23
Bruton变换法 对LC电路中的元件做以下变换
RC' 1 RK
LR'LK C D' C
• Filter Solutions employs positive Miller integrators for the positive gain integrators to maximize high frequency performance.
• Each integrator output posses a feedback and feed forward resistor.
2020/10/23
2 级联法
•将系统函数分解成多个双二次函数之积
Ts Tj
j
j
s2
wZ QZ
swZ2
s2
wp Qp
swp2
•用有源元件分别实现各双二次函数，再级联即可
1
2
3
n
2020/10/23
3 反馈法
T1
Σ
T2
Σ
T3
缺点：调试困难，但灵敏度低
2020/10/23
4 模拟法 模拟无源滤波器的有源滤波器实现方法 step: 1 实现满足性能指标要求的无源滤波器 2 用有源元件来代替无源元件
2020/10/23
FDNR及其实现 FDNR：frequency dependent negative resistance
2020/10/23
接地FDNR实现 +-
R C
Zin
1 RC2s2
2020/10/23
Zin
1 RC2w2
C R
-+
R
FDNR
浮地FDNR实现
+-+
+-
Z1
Z2
Z3
Z4
R
R
2020/10/23
R
R
设左边为电压，其他表达式同样 变换因此，电路变成积分电路+反 相器的设计（电源和负载端除 外）。
2020/10/23
2020/10/23
设计下列典型RLC滤波器的跳耦设计。
2020/10/23
又
2020/10/23
2020/10/23
2020/10/23
2020/10/23
2020/10/23
分母为3次多项式，故Q为二次多项式
Q s s 1 s 3
s2 1
H s
s 1s 3
s 2s2 s 1
s 1s 3
2020/10/23
ss12s1313s53s1ss1
ss21s2ss31s3 2s7 6s3s1 2s1
1 3
5s 3 s1
Y1
s
s
1