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電路參數的無源濾波器與有源濾波器之間有什么區別?

[2021/12/11]

      濾波器是根據電路參數對電路頻帶寬度的影響而設計出來的工程應用電路,濾波器種類很多,有源濾波器和無源濾波器的區別我們最簡單的分別辦法是看看是否需要電源,在作用上最大的區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

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計構成的濾波電路,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構是將電感與電容串聯,可對主要次諧波構成低阻旁路。其主要優點是結構簡單,成本低廉,運行可靠性高,運行費用較低。缺點是通帶內的信號有能量損耗,負載效應比較明顯,使用電感元件時容易引起電磁感應,當電感L較大時,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

有源濾波器的頻率范圍是由直流到500kHz,在低頻范圍內已取代了傳統的LC濾波器,其主要特點為:

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可調的濾波器且調整容易;

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到0.5%;

4.不用電感器,體積小,重量輕,在低頻情況下,這種優點更為突出;

5.設計有源濾波器比設計LC濾波器更具靈活性,也可得到電壓增益。

但應當注意,有源濾波器以集成運放作為有源元件,所以一定要電源,輸入小信號時受運放帶寬限制,輸入大信號時受運放壓擺率的限制,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別

1.工作原理。無源濾波器由LC等元件組成,將其設計為某頻率下極低阻抗,對相應頻率諧波電流進行分流,其行為模式為提供被動式諧波電流旁路通道。有源濾波器由電力電子元件和DSP等構成的電能變換設備,檢測負載諧波電流并主動提供對應的補償電流,補償后的源電流幾乎為純正弦波,其行為模式為主動式電流源輸出;

2.諧波處理能力。無源濾波器只能濾除某個特定階次的諧波,有源濾波器可動態濾除各次諧波;

3.頻率變化的影響。無源濾波器諧振點偏移,效果降低;有源濾波器不受影響;

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

5.負載變化對諧波補償效果的影響。無源濾波器補償效果隨著負載的變化而變化,有源濾波器不受負載變化影響;

6.負載增加的影響。無源濾波器可能因為超載而損壞,有源濾波器無損壞之危險,諧波量大于補償能力時,僅發生補償效果不足而已;

7.設備造價。無源濾波器造價較低,有源濾波器造價高。

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