大佬講解濾波器原理(十一)，諧波濾波器原理+連續(xù)時間濾波器原理

濾波器原理學(xué)習(xí)存在一定難度，大家在學(xué)習(xí)濾波器原理時需投入一定量時間。本文中，將為大家介紹諧波濾波器原理與連續(xù)時間濾波器原理，以幫助大家進一步掌握濾波器原理的所有內(nèi)容。如果你對本文內(nèi)容存在一定興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、淺談諧波濾波器工作原理

諧波濾波器，是一個用于濾除電力系統(tǒng)中某一次或多次諧波的裝置。關(guān)于諧波濾波器，根據(jù)工作原理也分為有原式濾波器和無源式濾波器兩種，兩者之間有著一定的區(qū)別。

有源濾波器，又稱為主動式的濾波。他通過檢測我們系統(tǒng)中的諧波，然后主動生成一個與我們諧波大小相等，項序相反的用于抵消諧波的波。對我們系統(tǒng)的諧波進行抵消。采用的是一種補償方式。有源濾波器本質(zhì)上相當(dāng)于一個大功率的信號發(fā)生器，及硬件構(gòu)造與變頻器類似，根據(jù)基波信號的諧波含量，產(chǎn)生頻率和幅度相等，但是相位相差180°的諧波以抵消該諧波。有源濾波器可以濾除各種的諧波，尤其是電網(wǎng)存在的低次諧波，并且可以同時實現(xiàn)無功補償。有源濾波器采用電力電子器件，成本較高，維護需經(jīng)過培訓(xùn)，占地面積小，可調(diào)節(jié)，濾波效果理想。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，其成本下降空間較大，是必然的發(fā)展趨勢。

無源濾波器，也會被稱稱為被動式濾波器。其原理就是電容加電抗通過匹配，對某次諧波形成低阻抗，讓該次諧波全部流入濾波器，如果一個控制器同時控制兩個高次諧波濾波回路，必須先投入低次諧波的濾波回路，否則會放大諧波?？刂破饕话愣际菬o功功率為采樣信號，實時采集，實時發(fā)送信號。現(xiàn)在的投切元件大多都用的是可控硅投切，響應(yīng)速度快。主要濾除高次諧波，并且對基波有一定損耗，一般而言，濾波效果越好，對基波的損耗也越大。無源濾波器成本低，維護簡單，占地面積較大，可調(diào)節(jié)范圍小。

二、連續(xù)時間濾波器基本原理簡介

現(xiàn)在，連續(xù)時間濾波器實現(xiàn)的方法有多種，如有源RC濾波器，MOSFET-C濾波器，Gm-C濾波器，Gm-C-OPAMP濾波器等。連續(xù)時間濾波器能夠直接處理模擬信號，它不需要經(jīng)過A/D, D/A轉(zhuǎn)換、采樣和保持以及抗混疊濾波器。目前連續(xù)時間濾波器的頻率能夠達到幾百MHz，因而廣泛地用于高頻應(yīng)用中。對于高性能的連續(xù)時間濾波器，主要類型有三種:有源RC濾波器，MOSFET-C濾波器，跨導(dǎo)電容(Gm-C)濾波器。它們一般都用MOS或BiCMOS技術(shù)以及雙極型晶體管來實現(xiàn)。

RC有源濾波器是山運算放大器、電阻、電容這些基本元件構(gòu)成的。在集成電路中，這些電阻由普通的電阻或多晶硅來實現(xiàn)。但是，這類濾波器對RC元件的變化比較敏感。一般來說，這類濾波器一般適用于低頻應(yīng)用中。因而這類濾波器的應(yīng)用受到了很大的限制。

MOSFET-C濾波器是基于有源RC濾波器得來的，它的電阻用工作在線性區(qū)MOS管來實現(xiàn)。它的一個主要問題是失真問題。我們可用一組晶體管來代替單個的品體管來消除失真。然而，即使采用了這樣的措施，其工作頻率也不會太高，主要是運算放大器限制了其工作頻率。

跨導(dǎo)電容(Gm-C)濾波器比前面討論過的濾波器有許多優(yōu)點，最主要的是它有較低的功耗和較高的應(yīng)用頻率?？鐚?dǎo)電容(Gm-C)濾波器由跨導(dǎo)Gm和電容C組成。跨導(dǎo)電容(Gm-C)濾波器被普遍應(yīng)用于高頻領(lǐng)域，例如在通信系統(tǒng)中，濾波器是非常重要的組成部分。在射頻(RF)接收系統(tǒng)中，天線的輸出緊跟，個 射頻預(yù)選擇濾波器(Pre-SelectF ilter),混頻器前需要鏡像反射濾波器(image-RejecTIon Filter), AID轉(zhuǎn)換前需要經(jīng)過信道選擇濾波器(Channel SelecTIon Filter)和抗混疊濾波器(AnTI-Aliasing Filter).另一個典型的應(yīng)用是計算機中的硬盤驅(qū)動系統(tǒng)，在從硬盤中讀取數(shù)據(jù)的時候，必須要有一個均衡濾波器(EqualizaTIon Filter)，以提供延遲補償，減小信號間的干擾。上述這些濾波器的共同點是它們都工作在非常高的頻率上，范圍可能從幾兆赫茲到幾百兆赫茲，甚至達到幾十吉赫茲。

以上便是小編帶來的“濾波器原理”相關(guān)內(nèi)容，小編希望大家通過本文可正確掌握諧波濾波器原理和連續(xù)時間濾波器原理。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!