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電路參數(shù)的無源濾波器與有源濾波器之間有什么區(qū)別?

[2021/12/11]

      濾波器是根據(jù)電路參數(shù)對(duì)電路頻帶寬度的影響而設(shè)計(jì)出來的工程應(yīng)用電路,濾波器種類很多,有源濾波器和無源濾波器的區(qū)別我們最簡(jiǎn)單的分別辦法是看看是否需要電源,在作用上最大的區(qū)別在于有源濾波器可以有增益,無源濾波器無增益是衰減的。

一、無源濾波器的特點(diǎn)

無源濾波器又稱LC濾波器,是利用電感、電容和電阻的組合設(shè)計(jì)構(gòu)成的濾波電路,可濾除某一次或多次諧波,最普通易于采用的無源濾波器結(jié)構(gòu)是將電感與電容串聯(lián),可對(duì)主要次諧波構(gòu)成低阻旁路。其主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低廉,運(yùn)行可靠性高,運(yùn)行費(fèi)用較低。缺點(diǎn)是通帶內(nèi)的信號(hào)有能量損耗,負(fù)載效應(yīng)比較明顯,使用電感元件時(shí)容易引起電磁感應(yīng),當(dāng)電感L較大時(shí),濾波器的體積和重量都比較大,在低頻段范圍不適用。

二、有源濾波器的特點(diǎn)

有源濾波器的頻率范圍是由直流到500kHz,在低頻范圍內(nèi)已取代了傳統(tǒng)的LC濾波器,其主要特點(diǎn)為:

1.有源濾波器的輸入阻抗高,輸出阻抗極低,因而具有良好的隔離性能,所以各級(jí)之間均無阻抗匹配要求;

2.易于制作截止頻率或中心頻率連續(xù)可調(diào)的濾波器且調(diào)整容易;

3.如果使用電位器、可變電容器,有源濾波器的頻率精度易于達(dá)到0.5%;

4.不用電感器,體積小,重量輕,在低頻情況下,這種優(yōu)點(diǎn)更為突出;

5.設(shè)計(jì)有源濾波器比設(shè)計(jì)LC濾波器更具靈活性,也可得到電壓增益。

但應(yīng)當(dāng)注意,有源濾波器以集成運(yùn)放作為有源元件,所以一定要電源,輸入小信號(hào)時(shí)受運(yùn)放帶寬限制,輸入大信號(hào)時(shí)受運(yùn)放壓擺率的限制,這就決定了有源濾波器不適用于高頻范圍。

三、有源濾波器與無源濾波器的區(qū)別

1.工作原理。無源濾波器由LC等元件組成,將其設(shè)計(jì)為某頻率下極低阻抗,對(duì)相應(yīng)頻率諧波電流進(jìn)行分流,其行為模式為提供被動(dòng)式諧波電流旁路通道。有源濾波器由電力電子元件和DSP等構(gòu)成的電能變換設(shè)備,檢測(cè)負(fù)載諧波電流并主動(dòng)提供對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償電流,補(bǔ)償后的源電流幾乎為純正弦波,其行為模式為主動(dòng)式電流源輸出;

2.諧波處理能力。無源濾波器只能濾除某個(gè)特定階次的諧波,有源濾波器可動(dòng)態(tài)濾除各次諧波;

3.頻率變化的影響。無源濾波器諧振點(diǎn)偏移,效果降低;有源濾波器不受影響;

4.系統(tǒng)阻抗變化影響。無源濾波器受系統(tǒng)阻抗影響嚴(yán)重,存在諧波放大和共振的危險(xiǎn),而有源濾波不受影響。

5.負(fù)載變化對(duì)諧波補(bǔ)償效果的影響。無源濾波器補(bǔ)償效果隨著負(fù)載的變化而變化,有源濾波器不受負(fù)載變化影響;

6.負(fù)載增加的影響。無源濾波器可能因?yàn)槌d而損壞,有源濾波器無損壞之危險(xiǎn),諧波量大于補(bǔ)償能力時(shí),僅發(fā)生補(bǔ)償效果不足而已;

7.設(shè)備造價(jià)。無源濾波器造價(jià)較低,有源濾波器造價(jià)高。

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