有源滤波器的设计一.实验目的1．熟悉ispPAC80可编程模拟器件的结构、功能。2．掌握可编程模拟器件设计有源滤波器的方法。3．学会使用PAC-Designer软件进行有源滤波器的设计。4．学会有源滤波器的幅频、相频特性曲线的测试方法。二.实验原理（一）设计原理滤波器是一种能使有用频率信号通过而同时抑制（或衰减）无用频率信号的电子电路或装置。在工程上，常用它来进行信号处理，数据传送或抑制干扰等。以往滤波器主要采用无源元件R、L、和C组成，目前一般用集成运放、R、C组成，常称为有源滤波器。在一个实际的电子系统中，有时输入信号往往受干扰等原因而含有一些不必要的成分，应当把它衰减到足够小的程度。而在另一些场合，有时我们需要的信号和别的信号混在一起，应当设法把我们需要的信号挑出来。要解决这些问题都需要采用有源滤波器。用在系统可编程模拟器件实现有源滤波器的设计非常方便。通常用三个运算放大器就可以实现双二阶型函数的电路。而双二阶型函数能实现所有的滤波器函数，如低通、高通、带通、带阻。双二阶函数的表达式如3-17-1所示，式中m=1或0，n=1或0。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。广东有源滤波器作用
高通和低通滤波器的通带内允许的“纹波”（平坦响应的变化，以分贝为单位），以及拐角频率附近的频率响应曲线的形状，决定了阻尼比或阻尼系数（=1/（2Q））。这也会影响相位响应以及对方波输入的时间响应。几个重要的响应形状（阻尼比）具有众所周知的名称：切比雪夫滤波器–在拐角处通带达到峰值/纹波；对于二阶滤波器，Q>0.7071。Butterworth滤波器–幅度响应xxx平坦；Q=0.7071对于二阶滤波器Legendre–Papoulis滤波器–在通带的某些平坦度（尽管仍然单调）之间进行权衡，导致陡峭的衰减Linkwitz–Riley滤波器–音频分频器应用的理想属性，上升时间快，没有过冲；Q=0.5（临界阻尼）Paynter或过渡Thompson-Butterworth或“折衷”滤波器–下降速度比Bessel快；二阶滤波器的Q=0.639贝塞尔滤波器–xxx平坦群延迟；对于二阶滤波器，Q=0.577。它提供了良好的线性相位。椭圆滤波器或Cauer滤波器–在通带的外部添加一个陷波（或“零”），与没有陷波的阶数和阻尼比的组合相比，该区域的斜率要大得多。输出类似于理想滤波器（即，通带和阻带均具有良好的平坦响应）。内蒙古电力系统有源滤波器无源滤波由于其价格优势、且不受硬件限制，用于电力、油田、造船、汽车、电铁、新能源等行业；
3.1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补偿，80us响应负荷变化，20ms实现完全补偿。3.2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。3.3抑制电网谐振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。3.4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。
要设计过滤器，需要建立的规范包括：所需频率范围（通带）以及频率响应的形状。这表明滤波器的种类（见上文）以及中心或转折频率。输入和输出阻抗要求。这些限制了可用的电路拓扑。例如，大多数（但不是全部）有源滤波器拓扑提供缓冲（低阻抗）输出。但是，请记住，运算放大器的内部输出阻抗（如果使用）在高频下可能会明显上升，并降低预期衰减。请注意，某些高通滤波器拓扑会导致输入几乎与高频短路。活动元素的动态范围。放大器不应在预期的输入信号下饱和（进入电源轨），也不能在低噪声下工作。不想要的信号应被拒绝的程度。对于窄带带通滤波器，Q决定-3dB带宽，但也决定了远离中心频率的频率的抑制程度。如果这两个要求对抗，则可能需要交错调谐带通滤波器。对于陷波滤波器，必须拒绝陷波频率上的无用信号的程度决定了分量的精度，但不是由Q决定的精度，Q取决于陷波的所需陡度，即衰减之前陷波周围的带宽很小。根据对频率范围的选择不同，可分为低通(LPF)、高通(HPF)、带通(BPF)与带阻等四种滤波器，它们的幅频特性。
有源滤波装置是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子安装，经过运用有源滤波器可以提升通讯系统及配电系统的稳定性，延长通讯设备及电力设备的运用寿命，并且使配电系统更契合谐波环境的设计标准。1、滤除电流谐波选料讲究的有源滤波装置可以高效的滤除负荷电流中各次谐波，从而使得配电网清洁高效，满足对配电网谐波的要求。有源滤波装置真正做到自顺应补偿，可以自动辨认负荷全体变化及负荷谐波含量的变化而迅速补偿，快速响应负荷变化，完成完全补偿。无源滤波装置出现早，因其结构简单、运行可靠性较高以及运行费用较低，至今仍是谐波抑制的主要手段。湖北有源滤波器公司排名
有源滤波器获得比无源滤波装置更好的治理效果，成为谐波治理的重要技术手段和今后谐波治理领域的发展方向。广东有源滤波器作用
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)等四种滤波器，它们的幅频特性。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有源滤波器级联实现。广东有源滤波器作用
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