有源滤波器电路原理分析、拓扑结构介绍、品质因素Q计算

有源滤波器电路原理分析、拓扑结构介绍、品质因素Q计算有源滤波器、包含有源滤波器原理分析、拓扑结构介绍、品质因素Q计算。 1 1 5 7 9 有源滤波器有源滤波器(ActivePowerFilter,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。通过使用有源滤波器可以提高通信系统及配电系统的稳定性，延长通信设备及电力设备的使用寿命，并且使配电系统更符合谐波环境的设计规有源滤波器将有源元件引入滤波电路，有源元件是由外部电源单独供电的组件，而不是由信号本身供电。通过在滤波器后添加缓冲运算放大器，可以用信号驱动更高的负载而不会衰减，例如下面的高通滤波器示例：注意：与缓冲输出(红色迹线)相比，未缓冲输出(绿色迹线)显著衰弱。为什么要使用有源元件?第2页共11页在高阶滤波器链中添加缓冲运算放大器还可以减少我们看下面的二阶低通滤波器，那么可以看到，第对于10k和1nF的R和C值，预计截止频率(第第二滤波器级为-6dB)为15.9kHz,但发现它略低于该值。这里要注意，二阶阶段1的频率响应如何遵循二级阶段2的频率响应。在低频下，电容充当开路，但在较高频率下，二阶级1跟在一阶滤波器之后，因此C1开始充当短路电路，第3页共11页t2倍(并使C2小10倍),保持RC恒定)。Hrer)图5二阶滤波器第一级的频率响应与一阶滤波器的频率响应非常匹配现在可以看到二阶滤波器第一级的频率响应EF用图7添加缓冲运算放大器在这种情况下，我们可以看到二阶滤波器的阶段1与一阶滤波器的阶段1完全匹配，并且截止频率如预期为15.9kHz。u可以根据需要添加额外的滤波器级，以获得所需的滚降清晰度。注意：每添加一个附加滤波器级，截止频率处的衰减(以dB为单位)就会增加-3dB。一阶滤波器在截止频率处的衰减为-3dB,二阶滤波器为-6dB,三阶滤波器为-9dB,Sallen-Key拓扑是一种二阶滤波器拓扑，它使用单个运算放大器。Z元件的选择取决于是否需要低通、高通、带通或带阻滤波器。第6页共11页R₂C2一头条@李工谈充器件R,R,古3、带增益的Sallen-Key滤波器还可以选择添加增益(在运算放大器的反相输入上使用分压器]第7页共11页Sallen-Key滤波器独特的特征是：第一级不连接到地，而是连接到运大器的输出。这会将运算放大器输出的反馈添加??.品质因素Q振荡系统的品质因数或Q描述了它的阻尼程度(从技术上讲，它的足程度-与阻尼相反)。在空气中摆动的钟摆比在水中摆动的钟摆具有更高的Q第8页共11页图13品质因素Q就滤波器响应而言，滤波器的Q值描述了它在截止频率(下图中的10kHz)附近的情况：OO..可图14滤波器的Q值第9页共11页0.707(-3dB),无源二阶滤波器的Q值为0.5(-6dB)。然而使用Sallen-Ke源滤波器拓扑，我们可以为应用选择Q值，例如希望Q为1,这样滤波器可??.低通计算简要地看一下情况，其中增益为1(单位),电阻和电容设置为彼此的比率。2R2=xR1,且C2=(1/x))C1当我们创建一个2级无源滤波器来减轻对截止频率的影响),截止频率的公式仍然是1/2πRC。Q=x/(x+1)由此我们可以看为1/(1+1)=1/2=0.5;这与我们使用通常的2级滤波器(-6dB)得到的Q值相同。然而，如果我们将x增加到10,那么我们得到的Q为