有源和无源滤波器的区别

成绩信息与通信工程学院实验报告（操作性实验）课程名称：信号与系统实验题目：无源和有源滤波器一、实验目的和任务1、了解RC 无源和有源滤波器的种类、基本结构及其特性2、分析和对比无源和有源滤波器的滤波特性二、实验仪器及器件1、信号与系统实验箱2、双踪示波器三、实验内容及原理1、滤波器是对输入信号的频率具有选择性的一个二端口网络，它允许某些频率（通常是某个频带范围）的信号通过，而其它频率的信号受到衰减或抑制，这些网络可以由RLC 元件或RC元件构成的无源滤波器，也可以由RC元件和有源器件构成的有源滤波器。

2、根据幅频特性所表示的通过或阻止信号频率范围的不同，滤波器可分为低通滤波器（LPF）、高通滤波器（HPF）、带通滤波器（BPF）和带阻滤波器（BEF）四种。

把能够通过的信号频率范围定义为通带，把阻止通过或衰减的信号频率范围定义为阻带。

而通带与阻带的分界点的频率ω称为截止频率或称转折频率。

图 4-1 中的|H(jω)|为通带的电压放大倍数，cω0 为中心频率，ωcL 和ωcH 分别为低端和高端截止频率。

图4-1 各种滤波器的理想频幅特性四种滤波器的实验线路如图 4-2 所示：(a)无源低通滤波器(b)有源低通滤波器(c)无源高通滤波器(d)有源高通滤波器(e)无源带通滤波器(f)有源带通滤波器(g)无源带阻滤波器(h)有源带阻滤波器图4-2 各种滤波器的实验线路图3、图 4－3 所示，滤波器的频率特性 H（jω）（又称为传递函数），它用下式表示H(jω)=u2=A(ω)∠θ(ω)u1（4－1）式中 A（ω）为滤波器的幅频特性，θ(ω)为滤波器的相频特性。

它们都可以通过实验的方法来测量。

+U1-四、实验步骤图4-3 滤波器1、滤波器的输入端接正弦信号发生器或扫频电源，滤波器的输出端接示波器或交流数字毫伏表。

2、测试无源和有源低通滤波器的幅频特性。

（1）测试 RC 无源低通滤波器的幅频特性。

用图 4-2-1（a）所示的电路，测试 RC 无源低通滤波器的特性。

无源滤波器与有源滤波器的区别滤波器是一种电子设备，用于从信号中选择性地滤除或放大特定频率的部分。

根据滤波器的结构和特性，可以将其分为两大类：无源滤波器和有源滤波器。

本文将探讨无源滤波器与有源滤波器之间的区别。

一、无源滤波器简介无源滤波器是一种由被动器件（如电阻、电容、电感）组成的电路，不需要外部电源进行工作。

无源滤波器可以分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器四种类型，根据其滤波特性选择适合的滤波器类型。

无源滤波器的特点如下：1.通过无源组件实现滤波功能，不需要额外的功率供应。

2.无源滤波器的频率响应通常有固定的衰减特性，无法对输入信号进行放大。

3.无源滤波器的设计相对简单，成本低廉。

4.无源滤波器对信号源的影响较小，适用于对输入信号幅度要求不高的场合。

二、有源滤波器简介有源滤波器是一种使用有源器件（如运放、晶体管）的电路，在滤波器中引入了额外的电源。

有源滤波器可以实现更为复杂的滤波功能，包括低通、高通、带通、带阻和全通等滤波方式。

有源滤波器的特点如下：1.通过有源器件实现滤波功能，可以实现信号的放大和滤波。

2.有源滤波器的频率响应可以调整和调节，使其更加灵活适应不同的应用需求。

3.有源滤波器的设计相对复杂，需要引入额外的电源和相关电路，成本较高。

4.有源滤波器对信号源的影响较大，适用于对输入信号幅度要求较高的场合。

三、无源滤波器和有源滤波器虽然都可以实现滤波功能，但在结构和特性上存在一些区别：1.电源需求：无源滤波器不需要外部电源供电，而有源滤波器需要引入外部电源以提供功率。

2.信号放大：无源滤波器无法对信号进行放大，只能对特定频率的信号进行滤波；而有源滤波器可以实现信号的放大和滤波。

3.频率响应：无源滤波器的频率响应通常具有固定的衰减特性，而有源滤波器的频率响应可以调整和调节，更加灵活。

4.设计复杂度：无源滤波器的设计相对简单，成本较低；而有源滤波器的设计相对复杂，需要引入额外的电源和相关电路，成本较高。

rc 元器件组成的无源滤波器和有源滤波器的工作原理无源滤波器和有源滤波器是电子电路中常见的两种滤波器，它们利用不同的元器件和工作原理来实现对特定频率信号的滤波。

其中，无源滤波器是由无源元件（如电阻和电容）组成的滤波器，而有源滤波器则是由有源元件（如放大器）与无源元件组成的滤波器。

本文将从深度和广度两个方面探讨这两种滤波器的工作原理，以帮助读者更好地理解它们在电子电路中的应用。

一、无源滤波器的工作原理1. 无源滤波器的基本结构无源滤波器由电容和电感组成，通常包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。

其中，电容和电感分别对应频率响应的不同特性，通过它们的组合可以实现对不同频率信号的滤波。

2. 无源滤波器的工作原理在无源滤波器中，由于没有放大器或其他有源元件来提供能量，因此滤波器的输出信号不能比输入信号的幅度更大。

它们的工作原理是基于电容和电感的频率特性，利用不同频率信号在电容和电感上的响应来实现滤波效果。

在低通滤波器中，高频信号通过电容而被阻断，而低频信号可以通过电感并输出。

3. 无源滤波器的优点和局限性无源滤波器可以实现简单的电路结构和低成本的滤波效果，但也存在着频率范围受限、无法增益信号和难以调节的局限性。

二、有源滤波器的工作原理1. 有源滤波器的基本结构有源滤波器在无源滤波器的基础上加入了放大器或其他有源元件，使得滤波器不仅能够对信号进行滤波，还能够对信号进行放大或衰减。

常见的有源滤波器包括运算放大器滤波器、晶体管滤波器和集成电路滤波器等。

2. 有源滤波器的工作原理有源滤波器利用放大器的放大和反馈作用来实现对信号的滤波效果。

在有源滤波器中，放大器提供了增益，并利用反馈网络来调节放大器的频率响应，从而实现对特定频率信号的滤波。

3. 有源滤波器的优点和局限性有源滤波器具有灵活的频率范围、可调的增益和滤波效果好等优点，但也存在着电路结构复杂、成本较高和对放大器性能要求较高的局限性。

总结回顾通过本文的介绍，我们可以更全面、深刻地理解无源滤波器和有源滤波器的工作原理。

无源滤波器和有源滤波器实验报告无源滤波器和有源滤波器实验报告引言滤波器在电子领域中起着至关重要的作用，它可以帮助我们去除信号中的噪声，提高信号的质量。

无源滤波器和有源滤波器是两种常见的滤波器类型，它们在电路结构和性能特点上有所不同。

本实验旨在通过搭建无源滤波器和有源滤波器电路，比较它们的滤波效果和特点。

实验一：无源滤波器无源滤波器是由被动元件（如电阻、电容、电感）构成的滤波电路。

在本实验中，我们选择了RC低通滤波器进行研究。

1. 实验目的通过搭建RC低通滤波器电路，研究其频率特性和滤波效果。

2. 实验步骤a. 准备工作：收集所需器件和元件，包括电源、电阻、电容、示波器等。

b. 搭建电路：按照电路图连接电阻和电容，接入电源和示波器。

c. 调节参数：调节电源电压和示波器参数，使电路正常工作。

d. 测试频率响应：输入不同频率的信号，观察输出波形和幅度变化。

3. 实验结果通过实验观察，我们得到了RC低通滤波器的频率响应曲线。

在低频情况下，输出信号基本与输入信号保持一致；而在高频情况下，输出信号的幅度会逐渐降低，起到了滤波的作用。

这是因为电容器在高频情况下的阻抗较小，导致信号通过电容器的路径而绕过电阻。

实验二：有源滤波器有源滤波器是由主动元件（如运算放大器）和被动元件组成的滤波电路。

在本实验中，我们选择了Sallen-Key低通滤波器进行研究。

1. 实验目的通过搭建Sallen-Key低通滤波器电路，研究其频率特性和滤波效果。

2. 实验步骤a. 准备工作：收集所需器件和元件，包括电源、运算放大器、电阻、电容、示波器等。

b. 搭建电路：按照电路图连接运算放大器、电阻和电容，接入电源和示波器。

c. 调节参数：调节电源电压和示波器参数，使电路正常工作。

d. 测试频率响应：输入不同频率的信号，观察输出波形和幅度变化。

3. 实验结果通过实验观察，我们得到了Sallen-Key低通滤波器的频率响应曲线。

与RC滤波器相比，Sallen-Key滤波器具有更好的滤波效果和增益稳定性。

无源RC滤波器与有源滤波器
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无源RC滤波器与有源滤波器
1、无源RC滤波器
由无源器件构成的滤波器称为无源滤波器。

无源RC低通滤波器的电路图、幅频特性和相频特性如下图所示：
幅频特性为：
相频特性为：
当输出电压下降到输入电压的70.7%时的角频率称为截止角频率，以表示，此时
2、有源滤波器
一种由RC电路和运算放大器构成的低通滤波器，由于运算放大器是有源元件，故称为有源滤波器。

与仅由R、L、C等元件组成的无源滤波器比较，有源滤波器具有体积小、频率特性好等优点，因而得到广泛应用。

下图为有源低通滤波器的电路图及其幅频特性。

有源、无源滤波器一、实验目的1、熟悉滤波器构成及其特性。

2、学会测量滤波器幅频特性的方法。

二、实验仪器1、双踪示波器1台2、信号源及频率计模块块3、抽样定理及滤波器模块 1块三、实验原理滤波器是一种能使有用频率信号通过而同时抑制（或大为衰减）无用频率信号的电子装置。

工程上常用它作信号处理、数据传送和抑制干扰等。

这里主要是讨论模拟滤波器。

以往这种滤波电路主要采用无源元件R 、L 和C 组成，60年代以来，集成运放获得了迅速发展，由它和R 、C 组成的有源滤波电路，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，输出阻抗又低，构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用。

但是，集成运放的带宽有限，所以目前有源滤波电路的工作频率难以做得很高，这是它的不足之处。

基本概念及初步定义 1、初步定义滤波电路的一般结构如图4-1所示。

图中的)(1t v 表示输入信号，)(0t v 为输出信号。

假设滤波器是一个线性时不变网络，则在复频域内有A （s ）＝Vo(s)/Vi(s)图4-1 滤波器电路的一般结构式中A （s ）是滤波电路的电压传递函数，一般为复数。

对于实际频率来说（s=jω）则有A （j ω）＝│A （j ω）│ej φ(ω) （4-1） 这里│A （j ω）│为传递函数的模，φ(ω)为其相位角。

二阶RC 滤波器的传输函数如下表所示：此外，在滤波电路中关心的另一个量是时延τ（ω），它定义为)()()(s d d ωωϕωτ-= （4-2） 通常用幅频响应来表征一个滤波电路的特性，欲使信号通过滤波器的失真很小，则相位和时延响应亦需考虑。

当相位响应φ(ω)作线性变化，即时延响应τ(ω）为常数时，输出信号才可能避免失真。

2.滤波电路的分类对于幅频响应，通常把能够通过的信号频率范围定义为通带，而把受阻或衰减的信号频率范围称为阻带，通带和阻带的界限频率叫做截止频率fc 。

有源电力滤波器和无源滤波器哪个发展前景比较大安科瑞王志彬2019.03大家都知道谐波治理无非有两种：一是有源电力滤波器装置二是无源滤波装置，但是到底哪个有发展前景，希望下面的介绍可以帮助到大家正确的分辨出有源和无源的前景：传统无源滤波器为T治理电网中的谐波，目前工业应用而言，无源电力滤波器(Passive Power Filter, PPF)以其投资少，效率高，结构简单，运行可靠，维护方便等优点而在众多领域得到了广泛使用。

但其也有诸多的缺点:滤波特性易受电力系统参数的影响，特别是在高压系统中，滤波器失谐状态下，难以满足治理要求;易与系统发生谐振，导致谐波放大，引起无源滤波器过载，甚至烧毁，危及电网安全;单独的无源电力滤波器难以避免无功倒送.此外无源滤波器中的电感、电容消耗大量有效材料，体积大，占地多。

有源电力滤波器由于传统无源滤波器存在固有缺陷，有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)的概念于1971年由H.Sasaki和T.Machida提出[Wl，通过向电网注入反方向谐波电流来减少电源电流中的谐波成分，从而改善电源电流波形的新方法.1976年，LGyugyi和ECStyaula提出了用PWM逆变器构成的有源电力滤波器[[12]s1983年，赤木泰文等人提出的“三相电路瞬时无功功率理论”[13〕极大的推动了有源电力滤器的发展.90年代后，并伴随着新型电力半导体器件的出现，脉宽调制技术及高速数字信号处理器的发展，日本、美国、德国等工业发达国家有源电力滤波器已得到了高度重视和日益广泛的应用.目前许多国际著名公司均开发了相关APF产品，如ABB,TOSHIBA,SIEMENS等，其中较多的单台容量为数百千瓦的并联APF.我国在有源电力滤波器方面的研究起步较晚，直到1989年才见到这方面研究的文章，1993年才见到试验性的工业应用实验.21世纪初，研究单位主要集中在一些高等院校和少数研究机构，并取得了一定的科研成果近年来伴随着我国经济高速发展，谐波治理需求越来越迫切。

有源和无源滤波器的区别：我们最简单的分别办法是看看是否需要电源，在作用上最大的区别在于有源滤波器可以有增益，无源滤波器无增益是衰减的。

有源滤波器之所以称为有源，顾名思义该装置需要提供电源（用以补偿主电路的谐波），其应用可克服LC滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺点（传统的只能固定补偿），实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功。

无源滤波器由LC等被动元件组成，将其设计为某频率下极低阻抗，对相应频率谐波电流进行分流，其行为模式为提供被动式谐波电流旁路通道；而有源滤波器由电力电子元件和DSP等构成的电能变换设备，检测负载谐波电流并主动提供对应的补偿电流，补偿后的源电流几乎为纯正弦波，其行为模式为主动式电流源输出。

1、有源滤波（APF）与无源滤波（FC）在滤波原理上是不同的，无源滤波主要是利用阻容元器件的LC谐振特性，对系统中的某一特定频率形成一个低阻通道，这个低阻通道与系统阻抗形成并联分流关系，让谐波成份从滤波系统中流过。

也就是说无源滤波器是利用电容器和电抗器形成LC谐振回路对电网系统中某一次或几次谐波进行滤波，从而达到对系统滤波的作用。

有源滤波APF则是利用现代电力电子器件主动产生一个与系统谐波大小相等相位相反的谐波，以“抵消”系统产生的谐波。

概括地说FC属于并联分流，APF是主动抵消。

2、无源滤波器由于电阻以及电感的阻抗存在，功耗在同等情况下还是比有源滤波器要高一些，而且电路的延迟要要大一些。

有源滤波器的功耗相对而言会小很多，而且在通带内不会有衰减，而通过设定滤波器的Q值，可以改变放大倍数。

一般的模拟低通滤波器用的很多用ButterWorth类型的有源滤波器，效果还是很好的。

但是问题还是随之而来，带宽一般能提升，而且受到电路所选择的运放限制，一旦超过运放频率特性范围，电路就很容易自激振荡，输出的就全部是噪声了。

3、应用领域不同。

无源滤波器受负载影响很大，滤波特性较差，为提高滤波特性，可使用有源滤波器。

无源与有源滤波器实验报告无源与有源滤波器实验报告引言：滤波器是电子电路中常见的元件，用于去除信号中的噪声或者选择特定频率范围内的信号。

在本次实验中，我们将研究无源和有源滤波器的性能和特点。

一、实验目的本次实验的目的是通过搭建无源和有源滤波器电路，观察和比较它们的频率响应、增益和相位特性，以及对不同频率信号的滤波效果。

二、实验材料和方法实验所需材料包括电源、电阻、电容、运放等元件，以及示波器、信号发生器等仪器。

实验中我们将使用RC低通滤波器和运放反相放大器构建无源和有源滤波器电路。

三、实验步骤与结果分析1. 无源滤波器实验首先，我们搭建了一个RC低通滤波器电路。

通过调节电阻和电容的数值，我们可以改变滤波器的截止频率。

实验中我们将截止频率设置为1kHz，并输入不同频率的正弦信号。

通过示波器观察输出信号的波形和频率响应曲线，我们发现滤波器对高于截止频率的信号有较强的抑制作用，而对低于截止频率的信号则基本保持不变。

这表明无源滤波器具有低通滤波的特性。

2. 有源滤波器实验接下来，我们使用运放构建了一个反相放大器电路，并将其连接到RC低通滤波器的输出端。

通过调节运放的增益和截止频率，我们可以改变有源滤波器的性能。

在实验中，我们发现有源滤波器具有更高的增益和更好的频率响应。

当增益设置适当时，有源滤波器可以在保持信号的基本形态的同时，增强或减弱特定频率范围内的信号。

这种特性使得有源滤波器在音频放大和音响系统中得到广泛应用。

四、实验结论通过本次实验，我们对无源和有源滤波器有了更深入的了解。

无源滤波器适用于简单的低频滤波需求，具有简单、稳定的特点；而有源滤波器则适用于需要更高增益和更复杂滤波效果的应用。

然而，我们也要注意到有源滤波器在实际应用中可能会引入更多的噪声和失真，因此在设计和选择滤波器时需要综合考虑各种因素。

总之，滤波器作为电子电路中重要的组成部分，对信号处理起着关键的作用。

通过本次实验，我们对滤波器的原理和性能有了更深入的了解，这对我们今后的学习和应用将起到积极的促进作用。

无源滤波器与有源滤波器的比较滤波器是电子学中常用的一种电路元件，用于选择性地通过或者抑制信号的特定频率成分。

基于电路中是否需要外部电源供电的区分，滤波器可以分为无源滤波器和有源滤波器两种类型。

本文将对这两种滤波器进行比较，探讨它们的特点、适用范围以及各自的优缺点。

1. 无源滤波器无源滤波器是一种不需要外部电源供电的滤波器，它的工作原理基于被动元件（如电阻、电感、电容等）的组合。

无源滤波器常用的类型包括RC滤波器和RL滤波器。

无源滤波器的特点如下：1.1 简单：无源滤波器由于不需要外部电源，电路结构比较简单，便于设计和实现。

1.2 低功耗：由于没有功率放大器等主动元件，无源滤波器的能耗非常低。

1.3 适用范围窄：无源滤波器通常适用于处理低频信号（几百kHz 以下）。

对于高频信号，无源滤波器受到被动元件本身的频率特性限制，效果较差。

1.4 线性特性：无源滤波器的频率响应通常是线性的，可以较好地保持信号的幅度和相位特性。

2. 有源滤波器有源滤波器是一种需要外部电源供电的滤波器，它的工作原理基于被动元件和一个或多个主动元件（如晶体管、运放等）的组合。

有源滤波器也有多种类型，包括基于运放的Butterworth滤波器、摆脱电压振荡器和积分器等。

有源滤波器的特点如下：2.1 灵活性强：有源滤波器通过主动元件的放大作用可以提供较高的增益和更好的频率选择性，可以实现更复杂的滤波特性。

2.2 高精度：由于有源滤波器可以通过选择合适的主动元件和调整电路参数实现精确的滤波效果，因此具有较高的精度和稳定性。

2.3 宽频率范围：有源滤波器通常适用于处理宽频率范围的信号。

采用主动放大器的有源滤波器可以实现更高的截止频率。

2.4 需要电源供电：有源滤波器需要外部电源供电，相对于无源滤波器而言，设计和使用上稍微复杂一些。

3. 无源滤波器与有源滤波器的比较无源滤波器和有源滤波器在很多方面有着不同的特点和应用场景。

3.1 功耗和复杂度：无源滤波器功耗低，电路结构简单。

有源滤波器和无源滤波器的区别————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：有源滤波器和无源滤波器的区别滤波是将信号中特定波段频率滤除的操作，是抑制和防止干扰的一项重要措施。

谐波治理首先要控制好谐波产生的源头，其次我们还要通过增加滤波装置进行谐波的消除。

如何正确选择有效的谐波质量方案非常关键。

一、无源滤波无源滤波器，又称LC滤波器，是利用电感、电容和电阻的组合设计构成的滤波电路，可滤除某一次或多次谐波，最普通易于采用的无源滤波器结构是将电感与电容串联，可对主要次谐波(3、5、7)构成低阻抗旁路;单调谐滤波器、双调谐滤波器、高通滤波器都属于无源滤波器。

无源滤波器由LC等被动元件组成，将其设计为某频率下极低阻抗，对相应频率谐波电流进行分流，其行为模式为提供被动式谐波电流旁路通道。

如图1所示为无源滤波原理图。

图1 无源滤波原理图优缺点优点：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。

缺点：通带内的信号有能量损耗，负载效应比较明显，使用电感元件时容易引起电磁感应，当电感L较大时滤波器的体积和重量都比较大，在低频域不适用。

应用由于无源滤波的具有大容量低价位的优点，钢铁行业的滤波都采用无源滤波，目前国内滤波市场(电力谐波治理市场)上主要以无源滤波为主。

国际上以ABB、施耐德、西门子为代表，国内以Satons、温州清华电子、山大华天、哈工大、西安赛博、绿波杰能为代表。

发展形势以快速反映，谐波治理彻底，综合控制为主。

二、有源滤波有源滤波器(Active Power Filter，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。

之所以称为有源，顾名思义该装置需要提供电源(用以补偿主电路的谐波)，其应用可克服LC无源滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺点(传统的只能固定补偿)，实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功。

有源与无源滤波电路的优缺点摘要：本文文主要通过对二阶有源、无源滤波器电路的设计并用Mu ltisim10对其仿真结果，进一步总结概述有源无源滤波器的优缺点。

关键字: 有源无源 Mu ltisim10Abstract: This text mainly through second order active and passive filter circuit design and the simulation result of Mu ltisim10, further summarizes active passive filter paper of the merits and demerits.Keyword: active passive Mu ltisim101 引言滤波器是一种使用信号通过而同时抑制无用频率信号的电子装置，在信息处理、数据传送和抑制干扰等自动控制、通信及其它电子系统中应用广泛。

滤波一般可分为有源滤波和无源滤波, 有源滤波可以使幅频特性比较陡峭, 而无源滤波设计简单易行, 但幅频特性不如有源滤波器, 而且体积较大。

从滤波器阶数可分为一阶和高阶, 阶数越高, 幅频特性越陡峭。

高阶滤波器通常可由一阶和二阶滤波器级联而成。

采用集成运放构成的RC 有源滤波器具有输入阻抗高,输出阻抗低, 可提供一定增益, 截止频率可调等特点。

压控电压源型二阶低通滤波电路是有源滤波电路的重要一种, 适合作为多级放大器的级联。

本文根据实际要求设计一种压控电压源型二阶有源低通滤波电路, 采用EDA 仿真软件Mu ltisim10对压控电压源型二阶有源低通滤波电路进行仿真分析、调试, 从而实现电路的优化设计并且比较有源无源的优异差别。

2 二阶无源滤波器的设计分析2.1 二阶无源滤波器的典型结构二阶无源滤波器的设计跟二阶有源滤波的的区别是没有使用放大器，由有源部分设计的电路图很容易得到二阶无源滤波器的电路图如图4所示：图1 二阶无源滤波器原理图2.2 二阶无源滤波器的设计与仿真经过推导，这种滤波器的传递函数为:根据二阶低通滤波器典型电压转移函数：可得增益常熟K=1，极点频率Wp=1/RC,品质因数Q=1/3。

APF有源电力滤波器有哪些优势?APF与无源电力滤波器有何不同?APF，就是常聊的有源电力滤波器。

虽然APF是老生常谈的话题，但是你对APF真的了解吗?为增进大家对APF的认识，本文将对APF 的优势，以及APF和无源电力滤波器予以介绍。

如果你对APF具有兴趣，不妨和我一起继续往下认真阅读哦。

一、有源电力滤波器的优势(1)低纹波电流，高电流响应速度纹波电流和电流响应速度是矛盾的两个指标。

作为有源电力滤波器，其基本原理是检测负载谐波，注入反相谐波，以谐波的相互抵消达到滤波的目的。

一般的有源电力滤波器是一个电流模式控制的电压源逆变器。

输出电流是通过逆变器输出的电压作用在输出电感上产生的。

逆变器采用脉冲宽度调制，根据电工的基本原理，纹波电流决定于开关频率、直流母线电压、输出电感的大小，与电流环的控制无关。

开关频率越高纹波电流越小、直流母线电压越高，纹波电流越大;输出电感越大，纹波电流越小。

而逆变器期望的输出电流是由电流环所控制。

有源电力滤波器输出谐波电流，如果按基波50Hz，补偿50次谐波计算，最高谐波频率将达到2.5kHz。

有源电力滤波器对电流响应速度有很高的要求。

电流响应速度与直流母线电压和输出电感大小有关。

直流母线电压越高，电流响应越快;输出电感越大，电流响应越慢。

我们期望输出纹波电流越小越好，电流响应速度越快越好，这是一对矛盾。

从上述分析可以看出，两电平有源电力滤波器解决这个矛盾的办法只能是提高开关。

在某些厂家的两电平有源电力滤波器产品的开关频率已经达到20kHz。

但是，开关频率的提高带来的是更高的开关损耗以及驱动损耗，有源电力滤波器的单机容量会受到限制，而对于更高电压等级的有源电力滤波器，高压的IGBT根本就不允许那么高的开关频率。

然而，三电平有源电力滤波器从原理上就是一个解决上述问题的方案。

三电平逆变器可以输出正、负、零三种电压，在计算纹波电流时，只需按直流母线电压的一半计算。

由此，在相同开关频率、相同直流母线电压、相同纹波电流要求的前提下，三电平的输出电感为两电平的一半，同时器件的开关损耗和电感上的纹波损耗也会降低。

无源滤波器与有源滤波器的对比研究滤波器在电子系统中扮演着至关重要的角色，用于从信号中去除不必要的频率成分。

其中，无源滤波器和有源滤波器是最常用的两类滤波器。

本文将对无源滤波器和有源滤波器进行对比研究，分析它们的特性、优缺点以及在不同场景下的适用性。

一、无源滤波器无源滤波器是以被动元件（如电容、电感、电阻）为主要构成元素的滤波器。

常见的无源滤波器包括RC滤波器、RL滤波器和LC滤波器。

无源滤波器的特点如下：1. 低功耗：无源滤波器不需要外部电源，能够从输入信号中提取能量进行滤波，因此功耗较低。

2. 简单可靠：由于无源滤波器的结构简单，不涉及电源等复杂部件，因此其可靠性较高，易于设计和制造。

3. 限制频率范围较窄：无源滤波器对于较窄的频率范围内的滤波任务非常有效，可以很好地去除输入信号中的特定频率成分。

4. 难以实现增益：无源滤波器不能实现信号的放大功能，只能对输入信号进行滤波处理。

二、有源滤波器有源滤波器是以放大器等有源元件为核心构成的滤波器。

常见的有源滤波器包括RC激励器滤波器和激励器追随滤波器。

有源滤波器的特点如下：1. 较宽的频率范围：有源滤波器能够滤除较宽频率范围内的噪声和干扰信号，因此在需要处理复杂信号的场合应用更为广泛。

2. 可调增益：有源滤波器的有源元件（如运放）具有放大功能，可以实现信号的放大，提高输出信号的幅度。

3. 复杂、多样的设计：有源滤波器的设计相对复杂，需要考虑电源、放大器和稳定性等因素，设计和制造难度较高。

三、无源滤波器和有源滤波器的对比1. 耗电量：由于无源滤波器不需要外部电源，无源滤波器的功耗相对较低，对于需要长时间运行且电源受限的场景更为适用。

而有源滤波器由于需要外部电源供给放大元件，功耗相对较高。

2. 频率范围：无源滤波器适用于较窄频率范围内的滤波任务，能够准确滤除输入信号的特定频率成分。

有源滤波器则适用于较宽频率范围内的滤波任务，能够处理复杂信号并提供较高的增益。

模电数电面试知识复习过程模电数电面试知识电路与系统复试专题模拟电路1.有源滤波器和无源滤波器的区别答：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。

2.什么是负载 ?什么是带负载能力?答：把电能转换成其他形式的能的装置叫做负载。

对于不同的负载，电路输出特性（输出电压，输出电流）几乎不受影响，不会因为负载的剧烈变化而变，这就是所谓的带载能力3.什么是输入电阻和输出电阻 ?答：在独立源不作用（电压源短路，电流源开路）的情况下，由端口看入，电路可用一个电阻元件来等效。

这个等效电阻称为该电路的输入电阻。

从放大电路输出端看进去的等效内阻称为输出电阻Ro。

4.什么叫差模信号？什么叫共模信号？答：两个大小相等、极性相反的一对信号称为差模信号。

差动放大电路输入差模信号（uil =-ui2）时，称为差模输入。

两个大小相等、极性相同的一对信号称为共模信号。

差动放大电路输入共模信号（uil =ui2）时，称为共模输入。

在差动放大器中，有用信号以差模形式输入，干扰信号用共模形式输入，那么干扰信号将被抑制的很小。

5.怎样理解阻抗匹配？答：阻抗匹配是指信号源或者传输线跟负载之间的一种合适的搭配方式。

阻抗匹配分为低频和高频两种情况讨论。

低频：当负载电阻跟信号源内阻相等时，负载可获得最大输出功率，这就是我们常说的阻抗匹配之一。

对于纯电阻电路，此结论同样适用于低频电路及高频电路。

当交流电路中含有容性或感性阻抗时，结论有所改变，就是需要信号源与负载阻抗的的实部相等，虚部互为相反数，这叫做共扼匹配。

在高频电路中：如果传输线的特征阻抗跟负载阻抗不相等（即不匹配）时，在负载端就会产生反射。

为了不产生反射，负载阻抗跟传输线的特征阻抗应该相等，这就是传输线的阻抗匹配。

有源滤波器与无源滤波器的区别1、有源滤波器是电子的，无源滤波器是机械的。

2、有源滤波器是检测到某一设定好的谐波次数后抵消它，无源滤波器是通过电抗器与电容器的配合形成某次谐波通道吸收谐波。

3、采用无源滤波器因为有电容器的原因，所以可提高功率因素。

采用有源滤波器只是消除谐波与功率因素无关。

4、有源滤波器造价是无源滤波器的3倍以上，技术相对不太成熟，且维护成本高；无源滤波器造价相对较低，技术较成熟，安装后基本免维护。

5、有源滤波器用于小电流，无源滤波器可用于大电流。

随着大量电力电子装置在电网的投入运行，谐波已被公认为电力系统的“污染”和“公害”，谐波问题以及谐波的治理问题随着电力系统的发展愈来愈引起广泛的关注。

目前谐波治理的方法主要有无源滤波技术和有源滤波技术两种。

无源滤波装置是目前应用最为广泛的谐波抑制手段，它是按照希望抑制的谐波次数专门量身制造的，采用电感、电容的调谐原理，将谐波陷落在滤波器中，以减少对电网的注入。

无源滤波装置结构简单，成本较低，技术已比较成熟，但是也存在着难以克服的缺陷：1、滤波特性受系统参数的影响较大，极易与系统或者其它滤波支路发生串并联谐振。

2、只能消除特定的几次谐波，而对其他的某次谐波则会产生放大作用3、滤波、无功补偿、调压等要求之间有时难以协调4、谐波电流增大时，滤波器负担随之加重，可能造成滤波器过载，甚至损坏设备。

5、有效材料消耗多，体积大有源滤波技术作为一种新型的谐波治理技术，是消除谐波污染、提高电能质量的有效工具，与无源滤波技术相比，有着无可比拟的优势，主要表现在以下几个方面。

1、实现了动态补偿，可对频率和大小均变化的无功功率进行补偿，对补偿对象的变化有极快的响应速度；2、有源滤波装置是一个高阻抗电流源，它的接入对系统阻抗不会产生影响，因此此类装置适合系列化，规模化生产；3、当电网结构发生变化时装置受电网阻抗的影响不大，不存在与电网阻抗发生谐振的危险，同时能抑制串并联谐振4、补偿无功功率时不需要储能元件，补偿谐波时所需要的储能元件不大5、用同一台装置可同时补偿多次谐波电流和非整数倍次的谐波电流，既可以对一个谐波和无功源进行单独补偿，也可对多个谐波和无功源进行集中补偿6、当线路中的谐波电流突然增大时有源滤波器不会发生过载，并且能正常发挥作用，不需要与系统断开7、装置可以仅输出所需要补偿的高次谐波电流，不输出基波无功功率，不但减小了有源滤波器的总容量，还可以避免轻负荷时发生无功倒送现象。