有源滤波和无源滤波

1、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。 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

2、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。 原理上讲，有源滤波器可以达到很高的Q值，但是过高的Q值对于有源滤波器来说是不够稳定的。有源滤波器的特性曲线不够好，有可能是你使用的运放带宽不够。从原理上，无论有

3、源无源，实现出来的特性应该是一致的。主要还是一个制作问题。 你的说法有基本概念问题。不能说你的二阶低通滤波器的相应没有巴特沃思的相应好！因为你的滤波器就是根据巴特沃思原形设计的！你的楼下那位大虾说的很对。无论是无源还是有源滤波器，都是基于同样的原形，从滤波特性本身来讲都是一样的。两者的差别不在这里。你还是应该在电路上寻找原因。 无源RC滤波器当然不能等同于有源RC滤波器，有源RC和无源LC可以实现出Bottworth函数，而用无源RC实现这个函数是很不理想的，它的最低衰耗值极高（此点鲜为人知）。所以一般不用无源RC函数作滤波器逼近函数。 不仅如此，而且经过计算，无源低通二阶滤波器的品质因数非常

4、的低，最高能达到0.5，但是这个还不是所有的频率都能够达到的。 滤波器是一种能使有用信号顺利通过而同时对无用频率信号进行抑制（或衰减）的电子装置。工程上常用它来做信号处理、数据传送和抑制干扰等。以往主要采用无源元件R、L和C组成模拟滤波器，六十年代以来，集成运放获得了迅速地发展，由它和R、C组成的源滤波器，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，而输出阻抗又很低，而且，由其构成的有源滤波器还具且一定的电压放大和缓冲作用。因此，基于放大器和R、C构成的有源滤波器应用日益广泛。随着微电子学的发展，人们已经可以把一些电阻和电容与运放集成在一块芯片上构成通

5、用有源滤波器（Universal Active Filter,UAF）。这种芯片集成度高，片内集成了设计滤波器所需的电阻和电容，在应用中只需极少数外部器件就可以很方便地构成一个源滤波器。BB（Burr-Brown）公司的UAF42就是这一类通用有源滤波器的代表。它可广泛应用于高通、低通和带通滤波器设计中。它采用典型的状态可调（state-variable）模拟结构，内部集成了一个反向放大器和两个积分器。该积器包括1000F（±5%）的电容。因此较好的解决了有源波器设计中获得低损耗（low-loss）电容的问题。 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

6、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。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

7、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

8、谐波，主要是27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2050，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

9、，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）。APF即利用可控的功率半导体器件向电网注入与谐波源电流幅值相等、相位相反的电流，使电源的总谐波电流为零，达到实时补偿谐波电流的目的。它与无源滤波器相比，有以下特点：    a不仅能补偿各次谐波，还可抑制闪变，补偿无功，有一机多能的特点，在性价比上较为合理；    b滤波特性不受系统阻抗等的影响，可消除与系统阻抗发生谐振的危险；    c具有

10、自适应功能，可自动跟踪补偿变化着的谐波，即具有高度可控性和快速响应性等特点无源 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。有源电路说白点就是元件必须有工作电源支持。无源电路中的器件不需要工作电源支持。 这里可理解源就是电源。无源电路中的信号如果没有外部信号补充最后将衰减为零，有源元件定义为可以给外部电路提供大于零的平均功率的元件，而且该平均功率可以持续无限长的时间；反之，则是无源元件。 这时候可理解源就是有源元件提供的信号源。加个结论：无源滤波电路的通带放大倍数及其截止

11、频率都随负载变化而变化，这一缺点常常不符合信号处理的要求，因此产生有源滤波电路。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，最简单的办法是加一个电压跟随器，如图，所示这样就构成了一个有源滤波电路。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0，因而UP仅决定于RC的取值。输出电压U0=UP，所以电压放大倍数与无源放大倍数是一样的，在集成功放功耗允许的情况下，负载变化，放大倍数的表达式不变，所以频率特性不变。    有源滤波电路一般是由RC网络和集成运放组成，因而必须在合适的直流电源供电

12、的情况下才能起到滤波作用，与此同时还可以进行放大。组成电路时应选用带宽合适的集成运放。有源滤波电路不适用于高电压大电流的负载，只适用于信号处理。通常，直流电源中整流后的滤波电路均采用无源电路，且在大电流负载时，应采用LC电感电容电路。最佳答案有源滤波器可以设计出比无源滤波器更理想的虑波曲线。当然，频率太高运放就不行了。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

13、很高。  18回答者使用放大器的滤波电路又称为有源滤波电路。其实有源无源就是看它用到的元器件的性质。用到有源器件（如：三极管，集成放大器等）就构成有源滤波器，若只用到无源器件（电阻，电容，电感等）就是无源滤波器。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

14、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，有源进行微调是指系统的输出信号与输入信号，只有幅度的大小与出现的时间先后不同，波形上没有变化称为无失真传输。  由此我们可以得出，要使任意波形的信号通过线性系统后不产生波形失真，系统必须满足的两个条件是：   

15、  1. 系统的幅频特性在整个频率范围内为常数，即系统有无限带宽的通频带。    2. 系统的相频特性是经过原点的直线。      这两个条件的物理意义是不难理解的。因为在每点上都是的倍，所以的每个频率分量都应当是的相应分量的倍，从而有，即对所有的频率都是常数。另外，因为较滞后一段时间，所以的每个频率分量都要比的相应分量滞后时间，在角频率上，对应的是各个点的相位滞后了，即。 二、群延时和相位延时     描述系统相移特性的另一种方法是群延时（或称群时延）特

16、性来表示。群延时定义为相移特性的微分。群延时表示了一个载频信号的包络的延迟，包络是包含着一定的带宽的，所以群延时表示了一定带宽的一组频率成分的延迟。在没有产生相位失真的条件下，系统的群时延特性为常数。 相位延时定义为，它是系统对给定角频率的简谐信号所产生的延迟。相位延时出现在载波因子中，它表明的是单一频率的载波的延迟。 满足不失真条件的系统只有两种：一种是即时系统，也就是只有纯电阻组成的系统。这种系统对信号只有衰减作用，系统在某时刻的响应仅仅取决于该时刻的激励。另一种是匹配的高频传输线，此时线上只有行波的作用。实际上，具有储能元件的系统在传输信号的过程中都会产生失真，它是由两个因素造成的：幅度

17、失真和相位失真。      三、幅度失真和相位失真     由于不能满足条件而产生的失真叫做幅度失真。在这种情况下，系统对信号各个频率分量的幅度有不同程度的衰减或放大，使得响应信号各频率分量的相对幅度产生变化，从而引起幅度失真。     由于不能满足条件而引起的失真叫做相位失真。在这种情况下，系统对信号各个频率分量产生的相移不与频率成正比，结果各个频率分量的相对相位产生变化，造成相位失真。     无论是幅度失真还是相位失真，信号并没有

18、产生新的频率分量，所以它们属于线性失真。它不同于非线性系统由于非线性特性而对所传输信号引起的非线性失真，非线性失真可能产生新的频率分量。我们讨论的是线性系统的幅度失真和相位失真，一般情况下，这两种失真是同时存在而且无法区分的。但是在某些情况下，一种失真所占的比重很小，可以忽略不计，从而另一种失真就突出地表现出来。     实际上，前面所述的不失真条件没有必要在无限宽的频带范围内都满足，而只需要在信号有效占有的频带内得到近似满足。并且，如果满足这两个条件的频带太宽，即系统的通频带太宽，则不需要的信号也会通过系统，同时系统的噪声也随着频带的加宽而增大，这也就

19、是在实际应用中，信号通过系统后不可避免地要产生一些失真的原因。     我们所关心的是信号的失真程度在怎样一个范围内是可以允许的。这是一个较复杂的问题，不可能有一个普遍的解答，而要根据信号、具体系统以及给定的技术要求来分析。比如，如果我们的目的只是要产生一个宽度与输入脉冲的宽度大小接近的输出脉冲，而保真度并不重要，则系统的通频带只要大约等于输入脉冲的占有频带就够了。在搜索雷达系统中就是这样，它只要求有一个可以辨认出来的脉冲，而波形是次要的。但是如果要求波形保真，则系统的通频带要数倍于信号的占有频带，实际上取决于所规定的脉冲上升时间。例如，在跟踪雷达系统中，各个脉冲到达的时刻必须准确地知道，因此，雷达接受机的输出脉冲必须上升得很陡，以便准确地判定脉冲前沿的位置。在某些导航系统和脉冲调制系统中