无源滤波电路和有源滤波电路
无源滤波电路和有源滤波电路各有什么特点？各适用于什么场合？如何识别滤波电路的类型 ...
无源滤波电路和有源滤波电路各有什么特点？各适用于什么场合？如何识别滤波电
路的类型...
通过设定信号频率由0～∞变化，分析滤波器的通带和阻带位置。
若滤波电路元件仅由无源元件（电阻、电容、电感）组成，则称为无源滤波电路。
若滤波电路不仅由无源元件，还由有源元件（双极型管、单极型管、集成运放）组成，则称为有源滤波电路。
无源滤波电路的结构简洁，易于设计，但它的通带放大倍数及其截止频率都随负载而变化，因而不适用于信号处理要求高的场合。
无源滤波电路通常用在功率电路中，比如直流电源整流后的滤波，或者大电流负载时采纳LC（电感、电容）电路滤波。
有源滤波电路的负载不影响滤波特性，因此常用于信号处理要求高的场合。
有源滤波电路一般由RC网络和集成运放组成，因而必需在合适的直流电源供电的状况下才能使用，同时还可以进行放大。
但电路的组成和设计也较简单。
有源滤波电路不适用于高电压大电流的场合，只适用于信号处理。
依据滤波器的特点可知，它的电压放大倍数的幅频特性可以精确地描述该电路属于低通、高通、带通还是带阻滤波器，因而假如能定性分析出通带和阻带在哪一个频段，就可以确定滤波器的类型。
识别滤波器的方法是：若信号频率趋于零时有确定的电压放大倍数，
且信号频率趋于无穷大时电压放大倍数趋于零，则为低通滤波器；反之，若信号频率趋于无穷大时有确定的电压放大倍数，且信号频率趋于零时电压放大倍数趋于零，则为高通滤波器；若信号频率趋于零和无穷大时电压放大倍数均趋于零，则为带通滤波器；反之，若信号频率趋于零和无穷大时电压放大倍数具有相同的确定值，且在某一频率范围内电压放大倍数趋于零，则为带阻滤波器。
无源滤波器与有源滤波器的区别
无源滤波器与有源滤波器的区别滤波器是一种电子设备，用于从信号中选择性地滤除或放大特定频率的部分。
根据滤波器的结构和特性，可以将其分为两大类：无源滤波器和有源滤波器。
本文将探讨无源滤波器与有源滤波器之间的区别。
一、无源滤波器简介无源滤波器是一种由被动器件（如电阻、电容、电感）组成的电路，不需要外部电源进行工作。
无源滤波器可以分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器四种类型，根据其滤波特性选择适合的滤波器类型。
无源滤波器的特点如下：1.通过无源组件实现滤波功能，不需要额外的功率供应。
2.无源滤波器的频率响应通常有固定的衰减特性，无法对输入信号进行放大。
3.无源滤波器的设计相对简单，成本低廉。
4.无源滤波器对信号源的影响较小，适用于对输入信号幅度要求不高的场合。
二、有源滤波器简介有源滤波器是一种使用有源器件（如运放、晶体管）的电路，在滤波器中引入了额外的电源。
有源滤波器可以实现更为复杂的滤波功能，包括低通、高通、带通、带阻和全通等滤波方式。
有源滤波器的特点如下：1.通过有源器件实现滤波功能，可以实现信号的放大和滤波。
2.有源滤波器的频率响应可以调整和调节，使其更加灵活适应不同的应用需求。
3.有源滤波器的设计相对复杂，需要引入额外的电源和相关电路，成本较高。
4.有源滤波器对信号源的影响较大，适用于对输入信号幅度要求较高的场合。
三、无源滤波器和有源滤波器虽然都可以实现滤波功能，但在结构和特性上存在一些区别：1.电源需求：无源滤波器不需要外部电源供电，而有源滤波器需要引入外部电源以提供功率。
2.信号放大：无源滤波器无法对信号进行放大，只能对特定频率的信号进行滤波；而有源滤波器可以实现信号的放大和滤波。
3.频率响应：无源滤波器的频率响应通常具有固定的衰减特性，而有源滤波器的频率响应可以调整和调节，更加灵活。
4.设计复杂度：无源滤波器的设计相对简单，成本较低；而有源滤波器的设计相对复杂，需要引入额外的电源和相关电路，成本较高。
无源和有源滤波器实验报告
无源和有源滤波器实验报告无源和有源滤波器实验报告引言：滤波器是电子电路中常见的一个组件，它可以对信号进行处理，使得输出信号满足特定的频率响应要求。
根据电路中是否引入能量源，滤波器可以分为无源滤波器和有源滤波器两种类型。
本实验旨在通过搭建无源和有源滤波器电路，并对其进行测试和比较，以了解它们的工作原理和特性。
实验一：无源滤波器1.1 实验目的通过搭建无源滤波器电路，观察和分析其频率响应特性。
1.2 实验原理无源滤波器是指不引入能量源的滤波器，它主要由电感和电容组成。
在本实验中，我们将使用RC滤波器作为无源滤波器的代表。
RC滤波器由一个电阻和一个电容串联而成，通过改变电阻和电容的数值可以调节滤波器的截止频率。
1.3 实验步骤1）根据实验要求，选择合适的电阻和电容数值。
2）按照电路图搭建无源滤波器电路。
3）连接信号发生器和示波器，设置信号发生器输出正弦波信号。
4）逐渐调节信号发生器的频率，观察示波器上输出信号的振幅变化。
5）记录不同频率下的输出振幅，并绘制频率-振幅曲线。
1.4 实验结果与分析通过实验我们得到了频率-振幅曲线，可以看出在截止频率以下，输出信号的振幅基本保持不变，而在截止频率以上，输出信号的振幅逐渐减小。
这是因为在截止频率以下，电容对低频信号的阻抗较大，起到了滤波的作用；而在截止频率以上，电容对高频信号的阻抗较小，导致信号通过电容而无法被滤波。
实验二：有源滤波器2.1 实验目的通过搭建有源滤波器电路，观察和分析其频率响应特性。
2.2 实验原理有源滤波器是指引入能量源的滤波器，它可以通过放大器等有源元件来增强滤波效果。
在本实验中，我们将使用激励放大器和RC滤波器组成有源滤波器。
2.3 实验步骤1）根据实验要求，选择合适的电阻、电容和放大器数值。
2）按照电路图搭建有源滤波器电路。
3）连接信号发生器、放大器和示波器，设置信号发生器输出正弦波信号。
4）逐渐调节信号发生器的频率，观察示波器上输出信号的振幅变化。
rc 元器件组成的无源滤波器和有源滤波器的工作原理
rc 元器件组成的无源滤波器和有源滤波器的工作原理无源滤波器和有源滤波器是电子电路中常见的两种滤波器，它们利用不同的元器件和工作原理来实现对特定频率信号的滤波。
其中，无源滤波器是由无源元件（如电阻和电容）组成的滤波器，而有源滤波器则是由有源元件（如放大器）与无源元件组成的滤波器。
本文将从深度和广度两个方面探讨这两种滤波器的工作原理，以帮助读者更好地理解它们在电子电路中的应用。
一、无源滤波器的工作原理1. 无源滤波器的基本结构无源滤波器由电容和电感组成，通常包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
其中，电容和电感分别对应频率响应的不同特性，通过它们的组合可以实现对不同频率信号的滤波。
2. 无源滤波器的工作原理在无源滤波器中，由于没有放大器或其他有源元件来提供能量，因此滤波器的输出信号不能比输入信号的幅度更大。
它们的工作原理是基于电容和电感的频率特性，利用不同频率信号在电容和电感上的响应来实现滤波效果。
在低通滤波器中，高频信号通过电容而被阻断，而低频信号可以通过电感并输出。
3. 无源滤波器的优点和局限性无源滤波器可以实现简单的电路结构和低成本的滤波效果，但也存在着频率范围受限、无法增益信号和难以调节的局限性。
二、有源滤波器的工作原理1. 有源滤波器的基本结构有源滤波器在无源滤波器的基础上加入了放大器或其他有源元件，使得滤波器不仅能够对信号进行滤波，还能够对信号进行放大或衰减。
常见的有源滤波器包括运算放大器滤波器、晶体管滤波器和集成电路滤波器等。
2. 有源滤波器的工作原理有源滤波器利用放大器的放大和反馈作用来实现对信号的滤波效果。
在有源滤波器中，放大器提供了增益，并利用反馈网络来调节放大器的频率响应，从而实现对特定频率信号的滤波。
3. 有源滤波器的优点和局限性有源滤波器具有灵活的频率范围、可调的增益和滤波效果好等优点，但也存在着电路结构复杂、成本较高和对放大器性能要求较高的局限性。
总结回顾通过本文的介绍，我们可以更全面、深刻地理解无源滤波器和有源滤波器的工作原理。
滤波电路基础知识
滤波电路基础知识一. 无源滤波电路和有源滤波电路无源滤波电路: 由无源元件 ( R , C , L )组成有源滤波电路: 用工作在线性区的集成运放和RC网络组称，事实上是一种具有特定频率响应的放大器。
二. 滤波电路的分类和要紧参数1. 按所处置的信号可分为模拟的和数字的两种；2. 按所采纳的元器件可分为有源和无源；3. 按通过信号的频段可分为以下五种:a. 低通滤波器( LPF )Avp:通带电压放大倍数fp: 通带截至频率过渡带: 越窄说明选频性能越好,理想滤波器没有过渡带低通滤波器的要紧技术指标（1）通带增益Avp通带增益是指滤波器在通频带内的电压放大倍数，如下图。
性能良好的LPF通带内的幅频特性曲线是平坦的，阻带内的电压放大倍数大体为零。
（2）通带截止频率fp其概念与放大电路的上限截止频率相同。
通带与阻带之间称为过渡带，过渡带越窄，说明滤波器的选择性越好。
b. 高通滤波器( HPF )c. 带通滤波器( BPF )d. 带阻滤波器( BEF )e. 全通滤波器( APF )理想有源滤波器的频响：滤波器的用途滤波器要紧用来滤除信号中无用的频率成份，例如，有一个较低频率的信号，其中包括一些较高频率成份的干扰。
滤波进程如下图。
低通滤波电路 ( LPF )组成：简单RC滤波器同相放大器特点：│Avp│>0，带负载能力强缺点：阻带衰减太慢，选择性较差。
二. 性能分析有源滤波电路的分析方式:1.电路图→电路的传递函数Av(s)→频率特性Av(jω)2. 依照概念求出要紧参数3. 画出电路的幅频特性一阶LPF的幅频特性:8.6.2.2 简单二阶 LPF一. 电路组成组成: 二阶RC网络同相放大器通带增益：二. 要紧性能1. 传递函数:2.通带截止频率:3.幅频特性:特点：在 f>f0 后幅频特性以-40dB/dec的速度下降；缺点：f=f0 时，放大倍数的模只有通带放大倍数模的三分之一。
高通滤波电路 ( HPF )HPF与LPF的对偶关系1. 幅频特性对偶(相频特性不对偶)2. 传递函数对偶低通滤波器传递函数高通滤波器传递函数3. 电路结构对偶将起滤波作用的电阻换成电容将起滤波作用的电容换成电阻低通滤波电路高通滤波电路带通滤波器(BPF)BPF的一样组成方式：优势:通带较宽,通带截至频率容易调整缺点:电路元件较多一样带通滤波电路仿真结果带阻滤波器(BEF)BEF的一样形式缺点:电路元件较多且HPF与LPF相并比较困难。
无源滤波器和有源滤波器实验报告
无源滤波器和有源滤波器实验报告无源滤波器和有源滤波器实验报告引言滤波器在电子领域中起着至关重要的作用，它可以帮助我们去除信号中的噪声，提高信号的质量。
无源滤波器和有源滤波器是两种常见的滤波器类型，它们在电路结构和性能特点上有所不同。
本实验旨在通过搭建无源滤波器和有源滤波器电路，比较它们的滤波效果和特点。
实验一：无源滤波器无源滤波器是由被动元件（如电阻、电容、电感）构成的滤波电路。
在本实验中，我们选择了RC低通滤波器进行研究。
1. 实验目的通过搭建RC低通滤波器电路，研究其频率特性和滤波效果。
2. 实验步骤a. 准备工作：收集所需器件和元件，包括电源、电阻、电容、示波器等。
b. 搭建电路：按照电路图连接电阻和电容，接入电源和示波器。
c. 调节参数：调节电源电压和示波器参数，使电路正常工作。
d. 测试频率响应：输入不同频率的信号，观察输出波形和幅度变化。
3. 实验结果通过实验观察，我们得到了RC低通滤波器的频率响应曲线。
在低频情况下，输出信号基本与输入信号保持一致；而在高频情况下，输出信号的幅度会逐渐降低，起到了滤波的作用。
这是因为电容器在高频情况下的阻抗较小，导致信号通过电容器的路径而绕过电阻。
实验二：有源滤波器有源滤波器是由主动元件（如运算放大器）和被动元件组成的滤波电路。
在本实验中，我们选择了Sallen-Key低通滤波器进行研究。
1. 实验目的通过搭建Sallen-Key低通滤波器电路，研究其频率特性和滤波效果。
2. 实验步骤a. 准备工作：收集所需器件和元件，包括电源、运算放大器、电阻、电容、示波器等。
b. 搭建电路：按照电路图连接运算放大器、电阻和电容，接入电源和示波器。
c. 调节参数：调节电源电压和示波器参数，使电路正常工作。
d. 测试频率响应：输入不同频率的信号，观察输出波形和幅度变化。
3. 实验结果通过实验观察，我们得到了Sallen-Key低通滤波器的频率响应曲线。
与RC滤波器相比，Sallen-Key滤波器具有更好的滤波效果和增益稳定性。
常见的滤波电路有哪些
常见的滤波电路有哪些
滤波电路概述
滤波电路常用于滤去整流输出电压中的纹波，一般由电抗元件组成，如在负载电阻两端并联电容器C，或与负载串联电感器L，以及由电容，电感组成而成的各种复式滤波电路。
滤波是信号处理中的一个重要概念。
滤波分经典滤波和现代滤波。
滤波电路分类
1、无源滤波电路
无源滤波电路的结构简单，易于设计，但它的通带放大倍数及其截止频率都随负载而变化，因而不适用于信号处理要求高的场合。
2、有源滤波电路。
有源滤波和无源滤波的区别
有源滤波和无源滤波的区别————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：有源滤波和无源滤波的区别滤波是将信号中特定波段频率滤除的操作，是抑制和防止干扰的一项重要措施。
谐波治理首先要控制好谐波产生的源头，其次我们还要通过增加滤波装置进行谐波的消除。
如何正确选择有效的谐波质量方案非常关键。
一、无源滤波无源滤波器，又称LC滤波器，是利用电感、电容和电阻的组合设计构成的滤波电路，可滤除某一次或多次谐波，最普通易于采用的无源滤波器结构是将电感与电容串联，可对主要次谐波(3、5、7)构成低阻抗旁路;单调谐滤波器、双调谐滤波器、高通滤波器都属于无源滤波器。
无源滤波器由LC等被动元件组成，将其设计为某频率下极低阻抗，对相应频率谐波电流进行分流，其行为模式为提供被动式谐波电流旁路通道。
如图1所示为无源滤波原理图。
图1 无源滤波原理图优缺点优点：无源滤波器具有结构简单、成本低廉、运行可靠性较高、运行费用较低。
缺点：通带内的信号有能量损耗，负载效应比较明显，使用电感元件时容易引起电磁感应，当电感L较大时滤波器的体积和重量都比较大，在低频域不适用。
应用由于无源滤波的具有大容量低价位的优点，钢铁行业的滤波都采用无源滤波，目前国内滤波市场(电力谐波治理市场)上主要以无源滤波为主。
国际上以ABB、施耐德、西门子为代表，国内以Satons、温州清华电子、山大华天、哈工大、西安赛博、绿波杰能为代表。
发展形势以快速反映，谐波治理彻底，综合控制为主。
二、有源滤波有源滤波器(Active Power Filter，简称APF)是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿。
之所以称为有源，顾名思义该装置需要提供电源(用以补偿主电路的谐波)，其应用可克服LC无源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。
有源滤波和无源滤波的区别
1什么是有源滤波？及与无源滤波的区别？无源滤波器：这种电路主要有无源元件R、L和C组成。
有源滤波器：集成运放和R、C组成，具有不用电感、体积小、重量轻等优点。
集成运放的开环电压增益和输入阻抗均很高，输出电阻小，构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用。
但集成运放带宽有限，所以目前的有源滤波电路的工作频率难以做得很高。
无源滤波装置该装置由电容器、电抗器，有时还包括电阻器等无源元件组成，以对某次谐波或其以上次谐波形成低阻抗通路，以达到抑制高次谐波的作用；由于SVC的调节范围要由感性区扩大到容性区，所以滤波器与动态控制的电抗器一起并联，这样既满足无功补偿、改善功率因数，又能消除高次谐波的影响。
国际上广泛使用的滤波器种类有：各阶次单调谐滤波器、双调谐滤波器、二阶宽颇带与三阶宽频带高通滤波器等。
1）单调谐滤波器：一阶单调谐滤波器的优点是滤波效果好，结构简单；缺点是电能损耗比较大，但随着品质因数的提高而减少，同时又随谐波次数的减少而增加，而电炉正好是低次谐波，主要是2～7次，因此，基波损耗较大。
二阶单调谐滤波器当品质因数在50以下时，基波损耗可减少20～50％，属节能型，滤波效果等效。
三阶单调谐滤波器是损耗最小的滤波器，但组成复杂些，投资也高些，用于电弧炉系统中，2次滤波器选用三阶滤波器为好，其它次选用二阶单调谐滤波器。
2）高通（宽频带）滤波器，一般用于某次及以上次的谐波抑制。
当在电弧炉等非线性负荷系统中采用时，对5次以上起滤波作用时，通过参数调整，可形成该滤波器回路对5次及以上次谐波的低阻抗通路。
有源滤波器虽然无源滤波器具有投资少、效率高、结构简单及维护方便等优点，在现阶段广泛用于配电网中，但由于滤波器特性受系统参数影响大，只能消除特定的几次谐波，而对某些次谐波会产生放大作用，甚至谐振现象等因素，随着电力电子技术的发展，人们将滤波研究方向逐步转向有源滤波器（Active PowerFliter，缩写为APF）。
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 。
无源与有源滤波器实验报告
无源与有源滤波器实验报告《无源与有源滤波器实验报告》实验背景：滤波器是一种能够滤除特定频率信号的电路元件，它在电子领域中有着广泛的应用。
在本次实验中，我们将探究无源与有源滤波器的工作原理和性能特点，并进行实验验证。
实验目的：1. 了解无源滤波器和有源滤波器的基本原理；2. 掌握无源滤波器和有源滤波器的性能特点；3. 进行实验验证，观察滤波器对不同频率信号的滤波效果。
实验原理：无源滤波器是指不包含放大器元件的滤波器，其工作原理主要依靠电容、电感和电阻等被动元件来实现信号的滤波。
而有源滤波器则包含放大器元件，能够在滤波过程中对信号进行放大和处理。
实验步骤：1. 搭建无源RC低通滤波器电路，输入不同频率的正弦信号，观察输出波形；2. 搭建有源RC低通滤波器电路，输入相同频率的正弦信号，观察输出波形；3. 对比无源和有源滤波器的频率特性和幅频特性，记录实验数据；4. 分析实验结果，总结无源和有源滤波器的性能特点。
实验结果：通过实验观察和数据记录，我们发现无源滤波器和有源滤波器在滤波效果上存在一定差异。
无源滤波器在滤波效果上受到元件损耗和放大器增益的限制，而有源滤波器能够通过放大器对信号进行放大和处理，具有更好的滤波性能。
实验结论：无源滤波器和有源滤波器在滤波效果和性能特点上存在一定差异，根据实际需求选择合适的滤波器对信号进行处理是非常重要的。
在实际应用中，需要根据具体的电路设计和信号处理要求来选择无源滤波器或有源滤波器，以达到最佳的滤波效果和性能表现。
通过本次实验，我们对无源与有源滤波器的工作原理和性能特点有了更深入的了解，这将有助于我们在实际应用中更好地选择和设计滤波电路，提高信号处理的效率和质量。
无源滤波电路和有源滤波电路
三、无源滤波电路和有源滤波电路无源滤波电路：若滤波电路仅由无源元件（电阻、电容、电感）组成。
有源滤波电路：若滤波电路不仅由无源元件，还由有源元件（双极型管、单极型管、集成运放）组成。
1. 无源低通滤波器如图所示为RC低通滤波器及其幅频特性，当信号频率趋于零时，电容的容抗趋于无穷大，故低频信号顺利通过。
带负载后，通带放大倍数的数值减小，通带截止频率升高。
可见，无源滤波电路的通带放大倍数及其截止频率都随负载而变化，这一缺点不符合信号处理的要求，因而产生有源滤波器。
2.有源滤波电路为了使负载不影响滤波特性，可在无源滤波电路和负载之间加一个高输入电阻低输出电阻的隔离电路，最简单的方法是加一个电压跟随器，如右图所示，这样就构成了有源滤波电路。
在理想运放的条件下，由于电压跟随器的输入电阻为无穷大，输出电阻为零，因而仅决定于RC的取值。
输出电压=，负载变化，输出不变。
有源滤波必须在合适的直流电源供电的情况下才能起作用，还可以放大，只适合于信号处理，不适合高电压大电流的负载。
RC低通滤波器的响应特性曲电阻（R）和电容（C）构成的RC电路是电子电路中使用最多的电路。
首先，研究简单的RC电路的特性，针对在CMOS数字电路中的应用进行实验。
图1是各使用一个电阻、一个电容的RC电路。
这种电路从频率轴来看，可作为1次低通滤波器处理。
所谓低通滤波器是指低频率时通过、高频率时截止，能除去噪声等不需要的高频率的滤波器。
图1 RC电路的频率一增益／相位特性使用比RC常数所决定的频率f，（称截止频率）低的输人频率时，信号的衰减小；相反地，高频时，因电容C的阻抗（IhoC）与电阻R相比变小，故衰减将变大，并与频率成反比。
一般将低通滤波器上增益为－3dB（）处的频率称为截止频率，表示为：超过截止频率fc的高频域的衰减特性，是以－GdB/oct（频率为2倍时衰减6dB）或－20dB/dec（频率为10倍时衰减20dB，变为1/10）特性的倾率使增益下降。
信号处理电路
设 C1=C2=C, A0= (1+R2/R1) 传递函数(推导从略)
Ra ui
C1
Rb C2
Au(s) = UO(s)/Ui(s)
=A0÷[1 + (3–A0) SRC +(SRC)2 ]
令S=jω, f0=1/(2πRC)
电压放大倍数
20lg Au
Au(f) = A0÷[1 – (f/f0)2 + j(3–A0)f/f0] 令 Q =1/(3–A0), 当 f = f0 时, Au(f0) = A0 /(3–A0)= QA0
–20dB/十倍频
2. 简单二阶电路 令 A0=(1+R2/R1) 传递函数
Au(s) = UO(s)/Ui(s) = A0Ub(s)/Ui(s)
Ra ui
C1
Rb C2
+ A
uO
R2
RL
R1
= A0Ub(s)/Ua(s)*Ua(s)/Ui(s), 当 C1= C2= C 时 Ub(s)/Ua(s) =1/(1+SRC), Ua(s)/Ui(s) =[1/SC//(R+1/SC)]÷[R+1/SC//(R+1/SC)] ∴ Au(s) = A0÷[1+3SRC+(SRC)2] 用jω取代 S，且令 f0=1/(2πRC)有： Au(f) = A0÷[1 – (f/f0)2 + j3f/f0]
2. 简单二阶电路(续) Au(f) = A0 ÷[1 – (f/f0)2 + j3f/f0] 截止频率 fP ≈ 0.37 f0
无源滤波器与有源滤波器的比较
无源滤波器与有源滤波器的比较滤波器是电子学中常用的一种电路元件，用于选择性地通过或者抑制信号的特定频率成分。
基于电路中是否需要外部电源供电的区分，滤波器可以分为无源滤波器和有源滤波器两种类型。
本文将对这两种滤波器进行比较，探讨它们的特点、适用范围以及各自的优缺点。
1. 无源滤波器无源滤波器是一种不需要外部电源供电的滤波器，它的工作原理基于被动元件（如电阻、电感、电容等）的组合。
无源滤波器常用的类型包括RC滤波器和RL滤波器。
无源滤波器的特点如下：1.1 简单：无源滤波器由于不需要外部电源，电路结构比较简单，便于设计和实现。
1.2 低功耗：由于没有功率放大器等主动元件，无源滤波器的能耗非常低。
1.3 适用范围窄：无源滤波器通常适用于处理低频信号（几百kHz 以下）。
对于高频信号，无源滤波器受到被动元件本身的频率特性限制，效果较差。
1.4 线性特性：无源滤波器的频率响应通常是线性的，可以较好地保持信号的幅度和相位特性。
2. 有源滤波器有源滤波器是一种需要外部电源供电的滤波器，它的工作原理基于被动元件和一个或多个主动元件（如晶体管、运放等）的组合。
有源滤波器也有多种类型，包括基于运放的Butterworth滤波器、摆脱电压振荡器和积分器等。
有源滤波器的特点如下：2.1 灵活性强：有源滤波器通过主动元件的放大作用可以提供较高的增益和更好的频率选择性，可以实现更复杂的滤波特性。
2.2 高精度：由于有源滤波器可以通过选择合适的主动元件和调整电路参数实现精确的滤波效果，因此具有较高的精度和稳定性。
2.3 宽频率范围：有源滤波器通常适用于处理宽频率范围的信号。
采用主动放大器的有源滤波器可以实现更高的截止频率。
2.4 需要电源供电：有源滤波器需要外部电源供电，相对于无源滤波器而言，设计和使用上稍微复杂一些。
3. 无源滤波器与有源滤波器的比较无源滤波器和有源滤波器在很多方面有着不同的特点和应用场景。
3.1 功耗和复杂度：无源滤波器功耗低，电路结构简单。
四种常见滤波电路,一网打尽
四种常见滤波电路，一网打尽有源滤波电路为了提高滤波效果，解决π型RC滤波电路中交、直流分量对R的要求相互矛盾的问题，在RC电路中增加了有源器件-晶体管，形成了RC有源滤波电路。
常见的RC有源滤波电路如图Z0716所示。
它实质上是由C1、Rb、C2组成的π型RC滤波电路与晶体管T组成的射极输出器联接而成的电路。
该电路的优点是：1．滤波电阻Rb 接于晶体管的基极回路，兼作偏置电阻，由于流过Rb 的电流入很小，为输出电流Ie的1／（1＋β），故Rb可取较大的值（一般为几十k Ω），既使纹波得以较大的降落，又不使直流损失太大。
2．滤波电容C2接于晶体管的基极回路，便可以选取较小的电容，达到较大电容的滤波效果，也减小了电容的体积，便于小型化。
如图中接于基极的电容C2 折合到发射极回路就相当于（1＋β）C2的电容的滤波效果（因 ie = （1+ β）ib之故）。
3．由于负载凡接于晶体管的射极，故 RL上的直流输出电压UE≈UB，即基本上同RC无源滤波输出直流电压相等。
这种滤波电路滤波特性较好，广泛地用于一些小型电子设备之中。
复式滤波电路复式滤波电路常用的有LCГ型、LCπ型和RCπ型3种形式，如图Z0715所示。
它们的电路组成原则是，把对交流阻抗大的元件（如电感、电阻）与负载串联，以降落较大的纹波电压，而把对交流阻抗小的元件（如电容）与负载并联，以旁路较大的纹波电流。
其滤波原理与电容、电感滤波类似，这里仅介绍RCπ型滤波。
图Z0715（c）为RCπ型滤波电路，它实质上是在电容滤波的基础上再加一级RC滤波电路组成的。
其滤波原理可以这样解释：经过电容C1滤波之后，C1两端的电压包含一个直流分量与交流分量，作为RC2滤波的输入电压。
对直流分量而言，C2 可视为开路，RL上的输出直流电压为：对于交流分量而言，其输出交流电压为：由式可见，R愈小，输出的直流分量愈大；由式可见，RC2愈大，输出的交流分量愈小。
滤波效果愈好。
有源滤波器和无源滤波器的区别
有源滤波器和无源滤波器的区别————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：有源滤波器和无源滤波器的区别滤波是将信号中特定波段频率滤除的操作，是抑制和防止干扰的一项重要措施。
谐波治理首先要控制好谐波产生的源头，其次我们还要通过增加滤波装置进行谐波的消除。
如何正确选择有效的谐波质量方案非常关键。
一、无源滤波无源滤波器，又称LC滤波器，是利用电感、电容和电阻的组合设计构成的滤波电路，可滤除某一次或多次谐波，最普通易于采用的无源滤波器结构是将电感与电容串联，可对主要次谐波(3、5、7)构成低阻抗旁路;单调谐滤波器、双调谐滤波器、高通滤波器都属于无源滤波器。
无源滤波器由LC等被动元件组成，将其设计为某频率下极低阻抗，对相应频率谐波电流进行分流，其行为模式为提供被动式谐波电流旁路通道。
如图1所示为无源滤波原理图。
图1 无源滤波原理图优缺点优点：无源滤波器具有结构简单、成本低廉、运行可靠性较高、运行费用较低。
缺点：通带内的信号有能量损耗，负载效应比较明显，使用电感元件时容易引起电磁感应，当电感L较大时滤波器的体积和重量都比较大，在低频域不适用。
应用由于无源滤波的具有大容量低价位的优点，钢铁行业的滤波都采用无源滤波，目前国内滤波市场(电力谐波治理市场)上主要以无源滤波为主。
国际上以ABB、施耐德、西门子为代表，国内以Satons、温州清华电子、山大华天、哈工大、西安赛博、绿波杰能为代表。
发展形势以快速反映，谐波治理彻底，综合控制为主。
二、有源滤波有源滤波器(Active Power Filter，简称APF)是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿。
之所以称为有源，顾名思义该装置需要提供电源(用以补偿主电路的谐波)，其应用可克服LC无源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。
有源和无源滤波
有源滤波和无源滤波1.都是用来滤波有源滤波器是指用晶体管或运放构成的包含放大和反馈的滤波器, 无源滤波器是指用电阻/电感/电容等无源元件构成的滤波器. 在小信号下都有EMC 问题, 当然有源滤波器要考虑供电电源的EMC 问题, 而无源的就没有电源问题了.性能上看的是具体的设计2. 无源滤波器：这种电路主要有无源元件R、L和C组成。
有源滤波器：集成运放和R、C 组成，具有不用电感、体积小、重量轻等优点。
集成运放的开环电压增益和输入阻抗均很高，输出电阻小，构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用。
但集成运放带宽有限，所以目前的有源滤波电路的工作频率难以做得很高。
3. 有源滤波自身就是谐波源。
其依靠电力电子装置，在检测到系统谐波的同时产生一组和系统幅值相等，相位相反的谐波向量，这样可以抵消掉系统谐波，使其成为正弦波形。
有源滤波除了滤除谐波外，同时还可以动态补偿无功功率。
其优点是反映动作迅速，滤除谐波可达到95％以上，补偿无功细致。
缺点为价格高，容量小。
由于目前国际上大容量硅阀技术还不成熟，所以当前常见的有源滤波容量不超过600kvar。
其运行可靠性也不及无源。
一般无源滤波指通过电感和电容的匹配对某次谐波并联低阻（调谐滤波）状态,给某次谐波电流构成一个低阻态通路。
这样谐波电流就不会流入系统。
无源滤波的优点为成本低，运行稳定，技术相对成熟，容量大。
缺点为谐波滤除率一般只有80％，对基波的无功补偿也是一定的。
目前在容量大且要求补偿细致的地方一般使用有源加无源混合型，即无源进行大容量的滤波补偿，有源进行微调。
有源滤波器与无源滤波器的区别1、有源滤波器是电子的，无源滤波器是机械的。
2、有源滤波器是检测到某一设定好的谐波次数后抵消它，无源滤波器是通过电抗器与电容器的配合形成某次谐波通道吸收谐波。
3、采用无源滤波器因为有电容器的原因，所以可提高功率因素。
采用有源滤波器只是消除谐波与功率因素无关。
4、有源滤波器造价是无源滤波器的3倍以上，技术相对不太成熟，且维护成本高；无源滤波器造价相对较低，技术较成熟，安装后基本免维护。
滤波电路
滤波电路滤波电路常用于滤去整流输出电压中的纹波，一般由电抗元件组成，如在负载电阻两端并联电容器C，或与负载串联电感器L，以及由电容，电感组成而成的各种复式滤波电路。
【分类】常用的滤波电路有无源滤波和有源滤波两大类。
若滤波电路元件仅由无源元件（电阻、电容、电感）组成，则称为无源滤波电路。
无源滤波的主要形式有电容滤波、电感滤波和复式滤波(包括倒L型、LC滤波、LCπ型滤波和RCπ型滤波等)。
若滤波电路不仅由无源元件，还由有源元件（双极型管、单极型管、集成运放）组成，则称为有源滤波电路。
有源滤波的主要形式是有源RC滤波，也被称作电子滤波器。
图1 无源滤波电路的基本形式【基本工作原理】下面简要介绍电容滤波器工作原理1、空载时的情况当电路采用电容滤波，输出端空载，如图2（a）所示，设初始时电容电压uC为零。
接入电源后，当u2在正半周时，通过D1、D3向电容器C充电；当在u2的负半周时，通过D2、D4向电容器C充电，充电时间常数为τd=RLC（a）电路图（b）波形图图2 空载时桥式整流电容滤波电路式中包括变压器副边绕组的直流电阻和二极管的正向导通电阻。
由于电阻一般很小，电容器很快就充到交流电压u2的最大值，如波形图（b）的时刻。
此后，u2开始下降，由于电路输出端没接负载，电容器没有放电回路，所以电容电压值uC不变，此时，uC＞u2，二极管两端承受反向电压，处于截止状态，电路的输出电压Uo=Uc=√2U2，电路输出维持一个恒定值。
实际上电路总要带一定的负载，有负载的情况如下。
2．带载时的情况图3给出了电容滤波电路在带电阻负载后的工作情况。
接通交流电源后，二极管导通，整流电源同时向电容充电和向负载提供电流，输出电压的波形是正弦形。
在时刻，即达到u2 90°峰值时，u2开始以正弦规律下降，此时二极管是否关断，取决于二极管承受的是正向电压还是反向电压。
先设达到90°后，二极管关断，那么只有滤波电容以指数规律向负载放电，从而维持一定的负载电流。
无源滤波器和有源滤波器实验报告
无源滤波器和有源滤波器实验报告无源滤波器和有源滤波器实验报告引言滤波器在电子工程中扮演着重要的角色，它们能够对信号进行处理和改变，以满足特定的需求。
在本次实验中，我们将研究和比较无源滤波器和有源滤波器的性能和特点。
通过实验，我们将深入了解它们的工作原理和应用。
实验目的1. 研究无源滤波器和有源滤波器的基本原理。
2. 比较无源滤波器和有源滤波器的频率响应和增益特性。
3. 探索无源滤波器和有源滤波器在不同应用场景中的优势和限制。
实验装置和方法实验所需材料和设备：1. 信号发生器2. 电压表3. 电阻、电容和电感器4. 支持电路实验的实验板实验步骤：1. 搭建无源滤波器电路。
2. 通过信号发生器输入不同频率的信号，并使用电压表测量电路的输出电压。
3. 记录并分析无源滤波器的频率响应和增益特性。
4. 搭建有源滤波器电路。
5. 重复步骤2和3，记录并分析有源滤波器的性能。
实验结果与分析无源滤波器是由电阻、电容和电感器等被动元件组成的电路。
根据电路的组成和连接方式，无源滤波器可以分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
通过实验，我们可以观察到不同类型的无源滤波器对信号的不同处理效果。
有源滤波器是在无源滤波器的基础上引入了放大器等有源元件。
有源滤波器能够提供更大的增益和更灵活的频率响应。
通过实验，我们可以比较有源滤波器和无源滤波器的性能差异，并探索它们在不同应用场景中的适用性。
在实验中，我们通过改变输入信号的频率，测量了无源滤波器和有源滤波器的输出电压。
通过绘制频率响应曲线和增益特性曲线，我们可以清楚地观察到滤波器在不同频率下的工作情况。
根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. 无源滤波器的频率响应和增益特性受到电阻、电容和电感器等被动元件的限制。
在特定频率范围内，无源滤波器能够实现较好的滤波效果。
2. 有源滤波器引入了放大器等有源元件，能够提供更大的增益和更灵活的频率响应。
有源滤波器在需要较高增益和复杂滤波特性的应用中具有优势。
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三、无源滤波电路和有源滤波电路
无源滤波电路：若滤波电路仅由无源元件（电阻、电容、电感）组成。
有源滤波电路：若滤波电路不仅由无源元件，还由有源元件（双极型管、单极型管、集成运放）组成。
1. 无源低通滤波器
如图所示为RC低通滤波器及其幅频特性，当信号频率趋于零时，电容的容抗趋于无穷大，故低频信号顺利通过。
带负载后，通带放大倍数的数值减小，通带截止频率升高。
可见，无源滤波电路的通带放大倍数及其截止频率都随负载而变化，这一缺点不符合信号处理的要求，因而产生有源滤波器。
2.有源滤波电路
为了使负载不影响
滤波特性，可在无源滤波
电路和负载之间加一个
高输入电阻低输出电阻
的隔离电路，最简单的方
法是加一个电压跟随器，
如右图所示，这样就构成
了有源滤波电路。
在理想运放的条件下，由于电压跟随器的输入电阻为无穷大，
输出电阻为零，因而
仅决定于RC的取值。
输出电压
=
，
负载变化，输出不变。
有源滤波必须在合适的直流电源供电的情况下才能起作用，还可以放大，只适合于信号处理，不适合高电压大电流的负载。
RC低通滤波器的响应特性
曲电阻（R）和电容（C）构成的RC电路是电子电路中使用最多的电路。
首先，研究简单的RC电路的特性，针对在CMOS数字电路中的应用进行实验。
图1是各使用一个电阻、一个电容的RC电路。
这种电路从频率轴来看，可作为1次低通滤波器处理。
所谓低通滤波器是指低频率时通过、高频率时截止，能除去噪声等不需要的高频率的滤波器。
图1 RC电路的频率一增益／相位特性
使用比RC常数所决定的频率f，（称截止频率）低的输人频率时，信号的衰减小；相反地，高频时，因电容C的阻抗（IhoC）与电阻R相比变小，故衰减将变大，并与频率成反比。
一般将低通滤波器上增益为－3dB（）处的频率称为截止频率，表示为：
超过截止频率fc的高频域的衰减特性，是以－GdB/oct（频率为2倍时衰减6dB）或－20dB/dec（频率为10倍时衰减20dB，变为1/10）特性的倾率使增益下降。
另外，输入输出间的相位特性也与输人频率f有关。
随着频率f的上升，相位延迟角θ变大，在截止频率fc处，变为如下关系：
高频处可接近－90°。
图1是为研究R＝10kΩ、C＝1000pF(fc＝15.92kHz)的增益／本目位特性，用增益相位分析器测定出来的结果。
照片上夂处放入的标识点(·)与理论值不同，增益为－3.49 dB(正确值—3.0 dB)、相位为－46.8°(正确值-45°)，这是因为分析器的输入阻抗及RC的值存在误差的原因。
图1 RC电路实际的频率－增益／相位特性(·表示截止频率)
(F＝100Hz～1MHz，GdB/div，20°/div，R＝10kΩ，C＝1000pF）
从时间轴来看的RC滤波器电路如图2所示，阶跃响应特性的滤波器电路被广泛地使用。
因其通过电阻对电容进行充放电，故也称为RC充放电
电路。
这种电路对应阶跃输人的响应用下式表示：
输出电压Vo随着时间上升，但并不是直线上升。
到达某输出电压Vo 时所需要的时间∠可由推导出：
一般地，时间常数T(=RC)是到达输人电压V1，的63.2％时的时间。
图2 RC电路阶跃响应特性（T＝RC称为时间常数）
图片2是R＝10kΩ、C＝l000pF、V1=5V) 时的阶跃响应，在Vo=3V 处放入光标。
这里的Vo=3V表示后述的HS-CMOS逻辑电路(74HC14AP)的高电平阈值，T＝RC＝10×10(3)×1000×10(-12)＝10μS为最接近的时间点。