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濾波電路范文1
【關鍵詞】橋式濾波電路；NI Multisim 10； EDA；仿真
一、NI Multisim 10簡介
NI Multisim 10軟件是一個專門用于電子電路仿真與設計的EDA工具軟件。使用NI Multisim 10可以交互式地搭建電路原理圖，并對電路進行仿真，該軟件提煉了SPICE仿真的復雜內容，這樣使用者可以很快進行捕獲，仿真和分析新的設計，使其更適合電子教育教學，通過Multisim 和虛擬器技術，使用者可以完成從理論到原理圖捕獲與仿真，再到原型設計和測試這樣一個完整的綜合設計流程。 Multisim 軟件使模擬電路、數字電路的設計及仿真更為方便，并且廣泛的應用于教學實驗中，方便老師教學講解，也便于學生理解學習。
NI Multisim 10操作界面，如圖1所示。
圖1
二、實驗原理
在本實驗中，應該掌握二極管橋式整流電路的工作原理，并比較橋式整流電路的輸入和輸出電壓波形。測試橋式整流電路輸出電壓值UL和輸入交流電壓值U，并與計算值比較。觀察濾波電容接與不接對輸出電壓波形的影響，了解濾波電容的作用。觀察濾波電容及負載電阻大小變化對輸出脈動電壓的影響。
全波橋式整流電路電阻負載時直流電壓平均值UL與輸入交流電壓有效值U的關系為
UL=0.9U
橋式整流輸出電壓的脈動頻率f0為交流電源頻率f（=50HZ）的兩倍，也等于交流電源周期T倒數的兩倍，即
f0=2f=2/T
橋式整流電路中每個二極管兩端所加的反向峰值電壓Um為等于交流電壓的有效值U的倍，為保證安全選取整流二極管時最大反向峰值電壓URM應取2U。整流濾波電路的平均直流輸出電壓UCL可用輸出電壓的峰值UP減去脈動電壓峰峰值UP-P的一半來計算，即
UCL=（UP-UP-P）/2
在小電流輸出的情況下，全波整流電容濾波電路（包括橋式整流電容濾波電路）的直流輸出電壓可估算為交流電壓有效值得1.2倍，即
UCL1.2U
三、實驗電路（如圖2所示）
四、在NI Multisim 10搭建實驗電路
建立如圖2所示的橋式整流濾波電路，按下Space（空格）鍵，使開關S1處于打開位置，分別雙擊示波器和數字萬用表的圖標打開其面板，并進行設置。單擊仿真電源開關，觀察XSC1、XSC2示波器屏幕上的波形并進行記錄，記錄數字萬用表的數字顯示。按下仿真暫停鍵，用讀數指針測試兩條曲線的最大值。記錄讀數指針讀取的數值和數字萬用表顯示的數字，如表1所示。
參考文獻：
[1]付植桐.電子技術（第3版）. 高等教育出版社，2008年11月.
[2]李新平，郭勇.電子設計自動化技術.高等教育出版社，2009年6月.
濾波電路范文2
【關鍵詞】tow-thomas電路；模擬濾波器；設計
一、模擬濾波器
濾波器是一個頻率選擇的器件，它的功能是讓指定頻段的信號通過，而對其他部件產生衰減作用。模擬濾波器處理的是模擬信號。理想的濾波器是只讓指定信號通過，而其他信號無法通過的，其幅頻響應曲線（如圖一）。而實際上的濾波器是無法做到這一點的，它只能保證頻率響應曲線在一定的范圍之內（如圖二）。因此在數學上就有多種方法來實現同一濾波器的指標要求，例如巴特沃斯、切比雪夫一型、切比雪夫二型、橢圓濾波器、貝塞爾濾波器等。每一種類型都有其各自的特點（表1）。
二、Tow-Thomas電路形式
四、確定電路參數值
當由低通原型獲得實際所需濾波器傳輸函數之后，對應上文所述tow-thomas電路與傳輸函數的對應情況，即可獲得電路元件值。
如果采用的是其他形式的電路，則需另外研究其電路形式所對應的傳輸函數，再與所需傳輸函數相對應。
五、模擬濾波器設計實例
六、實物制作結果
實物制作時，采用OP37運算放大器代替所設計運放，來驗證濾波器功能。實際測試中發現信號源的傳輸線對測試結果有很大影響。以下是某一種情況下的測試結果：
1.中心頻率大約100KHz，低截止頻率88KHZ，高截止頻117KHZ。
2.實物與仿真結果有一定偏差，但濾波的趨勢還是能體現出來的。
參考文獻
[1]宋壽鵬.數字濾波器設計及工程應用[M].江蘇大學出版社，2009.
[2]林春芳.一種雙二次型有源帶通濾波器的設計與研制[D].2010.
濾波電路范文3
關鍵詞：石英晶體振蕩器 柯爾匹茲振蕩電路 場效應管 分頻器 溫度特性
中圖分類號：TN838 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）03-0130-03
1 前言
在中短波調幅廣播發射機中，音頻信號在載波信號上進行調制后，再經過阻抗變換及選頻濾波網絡輸出高頻已調波信號，經過饋線送至天線，產生電磁波向外傳輸出去。中短波調幅廣播發射機對載波頻率容差要求很嚴格，這可以保證頻譜資源得到充分的利用，不對鄰頻干擾，因此這樣載波頻率產生電路非常重要，根據（GY/T 225-2007發射機工作技術等級指標甲級時，中波頻率容限為）載波頻率穩定度要求高。頻率產生電路有很多種，對于美國Harris公司生產的并機DX中波發射機來說，射頻源板上的載波頻率產生電路采用由石英晶體和場效應管和電容元件組成的柯爾匹茲振蕩電路，石英晶體壓電效應而形成的電振蕩信號，其頻率并非絕對標準的，石英晶體振蕩器廣泛應用于各種儀器儀表中，為系統提供穩定的頻率標準。已成為現代電子系統必不可少的元件，并有素稱“心臟”的重要地位。
2 石英晶體振蕩器工作原理
石英晶體振蕩器是一種高精度和高穩定度的振蕩器，是利用石英晶體即二氧化硅的結晶體的壓電效應制成的一種諧振器件，高頻電壓頻率變電場的頻率與石英晶體的固有機械諧振頻率相同時，振動便變得很強烈，這就是晶體諧振特性的反應。利用這種特性，就可以用石英諧振器取代LC諧振回路、濾波器等。由于石英諧振器具有體積小、重量輕、可靠性高、頻率穩定度高等優點，故主要用在要求頻率十分穩定的振蕩電路中作諧振元件。與LC振蕩器相比，晶體振蕩器的標準性較好，諧振回路的Q值較高。所以晶體振蕩器的頻率穩定度高。所以在需要頻率穩定度高的振蕩電路時，就選用晶體振蕩器。
在晶體的兩面制作金屬電極，并與底座的插座相連，最后以金屬殼封裝或玻璃殼封裝，成為晶體諧振器。圖1所示石英晶體諧振器等效電路，是晶體作為電介質的靜電容，即晶體不振動時兩極板間的等效電容，其數值一般為幾個皮法到幾十皮法。、、是對應于機械共振經壓電轉換而呈現的電參數。等效電感（表示晶振機械振動的慣性），等效電容（表示晶振的彈性）是機械摩擦和空氣阻尼引起的損耗。
其圖1中的等效阻抗可以表示為：
根據等效阻抗式可得，電抗特性曲線圖如圖2所示。ωq為晶振的串聯諧振點。ωp為晶振的并聯諧振點。當ωωo時，晶體諧振器顯容性；當ω在ωq和ωp之間，晶體諧振器等效為一電感，而且為一數值巨大的非線性電感。由于很大，即使在ωq處其電抗變化率也很大。實際應用中晶體工作于ωq～ωp之間的頻率，因而呈現感性。
晶振在串聯時由等效電路中、決定的其諧振頻率為：
晶振在并聯時由等效電路中、、決定的，其諧振頻率為：
因為串聯和并聯諧振的關系為：
因為很小，之間間隔小，間隔越小晶體振蕩器工作越穩定，品質因數越高，為晶體振蕩器的工作頻率，ωq～ωp之間其串聯諧振頻率和并聯諧振頻率相近即：通過微調晶體振蕩器外部的負載電容使晶體振蕩器工作在標稱頻率上。
振蕩器電路屬于一種信號發生器類型，即表現為沒有外加信號的情況下能自動生成具有一定頻率、一定波形、一定振幅的周期變振蕩信號的電子線路。振蕩器起振時，是將電路自身噪聲或電源跳變中頻譜很廣的信號進行工作頻率范圍內的頻率放大選頻。此時振蕩器的輸出幅值是不斷增長的，隨著振幅的增大，滿足放大器開環增益遠大于1的要求，放大器逐漸由放大區進入飽和區或者截止區，其增益逐漸下降，當放大器增益下降而導致環路增益下降到1時，振幅的增長過程將停止，振蕩器達到平衡，進入等幅振蕩狀態。振蕩器進入平衡狀態后，直流電源補充的能量剛好抵消整個環路消耗的能量。
3 柯爾匹茲振蕩電路的起振條件
Colpitts（柯爾匹茲）振蕩電路是電容三點式的一種，主要由一只晶體三極管或場效應管和（石英晶體振蕩器）電感和電容元件組成電路圖，其中晶體三極管或場效應管作為電路中唯一非線性器件，是電路產生振蕩的核心，是一種共漏并聯振蕩電路，（石英晶體振蕩器）電感和電容元件組成并聯諧振網絡。電路如圖3（a）所示。根據以上分析晶振在工作在串聯諧振時為晶體振蕩器的標稱頻率，設和分別為晶體振蕩器的等效電阻和等效電抗，等效電路圖如圖3（b）所示。用負阻的觀點討論柯爾匹茲振蕩電路的起振條件，當晶體振蕩器的、分別和外電路的等效電阻和等效電抗的關系為達到平衡條件，起振條件是為、。為晶振的負載電容。
和并聯設為：
、和串聯后與并聯為：
設場效應管的輸入電阻為與并聯后為：
根據并聯振蕩器的復數振蕩方程，設為負阻器件的跨導：
將上述式子代入得：
（1）式
化簡（1）式因和較大時可以由振幅平衡條件得出與外電路元件參數的近似關系：當外部電路電阻時，振蕩器起振，當外電阻和晶振等效電阻大約相等是達到平衡狀態。
虛部為0時，由振蕩器相位平衡條件可得晶振的，的等效電容為振蕩器的負載電容化簡后可得：
根據上式在保證起振的條件下，盡可能的選擇較大的和有利于阻止負阻器件的雜散電容的不利影響；一般來說越大，振蕩器的Q值就越高，對提高振蕩器的頻率穩定度越好，也不能太大，振蕩器的振蕩頻率就很難校準到標稱頻率，既要考慮振蕩器的Q值，又要考慮振蕩器的振蕩頻率的穩定性一般取為典型值為。
4 柯爾匹茲振蕩電路在DX發射機中的應用
在實際應用中不需外加輸入信號，能夠產生特定頻率的交流輸出信號，從而將電源的直流電能轉換成交流電能輸出，這種電路稱為自激振蕩器。振蕩器就是一個沒有外加輸入信號的正反饋放大器，要維持等幅的自激振蕩，放大器的反饋信號必須和原輸入信號大小相等，并且放大器的反饋信號必須和原輸入信號相位相同。振蕩器由放大電路和反饋網絡兩大部分所組成的閉環系統。為了得到單一頻率的振蕩頻率，整個電路中還應包括有選頻網絡；為了使振蕩器輸出穩定，在放大電路中還往往具有穩幅環節。
上述分析了柯爾匹茲振蕩電路的起振原理和起振條件，下面就實際應用中的電路做一分析（如圖4）。
Colpitts電路是一種共漏并聯振蕩電路，如圖4為載波產生電路。負載電容為可調電容與，容值與負載電容的在這個范圍內，用來校準振蕩頻率。晶振和負載電容與串聯成感性支路，再與槽路電容和構成LC并聯振蕩回路，共漏并聯電路場效益管為LC并聯振蕩回路提供能量，源級S給振蕩回路提供正反饋，反饋信號與原輸入信號相同，振蕩器起振。產生設備所需的載波信號。
5 結語
掌握高頻電子電路的基本設計能力及基本調試能力，提高電子電路的理論知識及較強的實踐能力，能夠正確使用實驗儀器進行電路的調試與檢測。來選擇適合自己最佳起動方式，達到節約維護和運行費用，提高設備運行壽命，希望本文能給同行帶來一定的幫助。
參考文獻
[1]廣播電視設備維護圖冊（一）.DX系列發射機.國家廣播電影電視總局無線電臺管理局.
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[3]林嘉瑞.高頻電路原理.北京：電子工業出版社，2003.1.
[4]高吉祥.高頻電子線路.北京：電子工業出版社，2005.7.
濾波電路范文4
關鍵詞：自適應濾波器；多功能濾波器；F/V；頻率自跟蹤
中圖分類號：TN713 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）18-0224-03
Adaptive Multi-function Filter Simulation Implementation
RAN Xing-ping， MA Xi-ping， GAO Yang
（School of Computer Engineering， ChangJi University， Changji 831100， China ）
Abstract： It was present adaptive functions of single input and three output filter， each filter has three current op-amp， two analog multiplier， a frequency voltage （F/V） conversion chip and some capacitance resistors. By selecting different outputs， be low-pass， high-pass and band-pass three basic filter function. Using F/V circuit and analog multiplier to achieve automatic adaptation of filter cutoff frequency. Circuit structure is simple， adjustable gain A independent， passive sensitivity is low. Use of ORCAD simulation test， when the input signal frequency in 200 KHZ～1MHz frequency range， the design of filter circuit can realize different functions at the same time tracking filter， the simulation results were in good agreement with the theoretical value.
Key words： adaptive filter； multi-function filter； F/V； Frequency automatic tracking
自適應濾波技術是現代信號處理中的一個重要分支技術。目前實現自適應濾波的方法有兩種，一種是利用各種濾波算法結合DSP或FPGA平臺實現的數字濾波[1-4]，這種方法算法的復雜度和控制器的處理速度直接影響信號處理的實時性，其適合于信號頻率低而且少變的情況。另一種是直接用硬件電路搭建的模擬濾波器，其中較為常見的有兩種方法，第一種是利用電流模器件和電阻電容網絡組成的模擬濾波電路[5，6]。 這種方法利用接地電容和接地電阻來改變偏置電流的大小進而改變截止頻率和品質因數。用這種方法實現的濾波器不能自動連續調節截止頻率。第二種是利用F/V與壓控濾波單元設計的模擬濾波器[7]。這種方法雖然可以實現截止頻率自動跟蹤濾波，但目前所設計的濾波器的類型較單一，頻帶范圍較窄。
本文利用高性能的F/V芯片結合模擬乘法器及電流運放設計的多功能模擬濾波器可以同時實現低通濾波器、高通濾波器和帶通濾波器的特性，并且可以實現200k～1M范圍內的自適應濾波。
1 工作原理
圖1為自適應多功能濾波器的原理框圖。它主要由信號預處理電路、F/V電路和模擬乘法器組成的壓控多功能濾波電路組成。首先輸入信號分兩路，一路經放大電路、限幅電路和整形比較電路組成的信號預處理電路對輸入信號進行預處理，然后將處理后的信號作為F/V電路的輸入，F/V電路的輸出作為壓控多功能濾波電路的一路輸入信號，利用該電壓輸入信號控制濾波器的截止頻率；另一路原始信號作為多功能濾波器的另一路輸入信號，進而實現截止頻率自動適應輸入信號的頻率的變化。
1.1信號預處理電路
信號預處理電路的原理框圖如下圖2所示，主要由放大電路、限幅電路和整形電路組成。放大電路由運算放大器兩級級聯實現，主要用于對小信號的放大。限幅電路采用二極管限幅電路組成，主要是防止經過放大電路后的信號對后續電路元件造成損壞。整形電路主要由電壓比較器實現，主要是將輸入信號變換為F/V電路所需要的是脈沖信號。
1.2 F/V電路
F/V電路是將輸入的頻率信號轉換為與之成比例的電壓信號輸出的電路。F/V電路由專用的F/V芯片AD650與電阻電容網絡組成[8]，電路如圖3所示。AD650的輸出電壓與輸入頻率的關系為：
由式（1）可知，選取合適的電阻、電容值便可使輸出電壓與輸入頻率線性變化。
2 自適應多功能濾波器的設計
設計的二階自適應多功能濾波器能同時實現低通、高通和帶通的濾波功能。電路采用的是雙二階環濾波電路，這種形式的電路具有對有源器件要求低，靈敏度低和易調整的特點[9]。具體電路如圖4所示，U1（AD8001）、R1、R2、R9、R10組成同相求和電路；U3（AD8001）、R5、C1組成積分電路；U4（AD8001）、R8、C2組成微分電路；U2（AD835）、U4（AD835）實現基本乘法運算，間接實現壓控功能。該電路的特點是：一個輸入，三個輸出；各濾波電路的截止頻率和品質因數Q是相等的；但各濾波電路的增益不同。
由（5）式可得各濾波器的截止頻率與控制電壓Vf成正比。由（6）～（9）式可得濾波器的品質因數Q和增益與Vf無關，可單獨調節。
各元件參數的靈敏度為：
由上面的各元件的參數靈敏度可見，元件值的改變對濾波器的性能影響很小。當取R5=R8=R，R2=R9，C1=C2=C時，則式（5）變為：
由（11）式可得只要合理調整電容、電阻值就可以實現濾波器截止頻率的自動跟蹤。
3 仿真結果
因為AD835最大輸入電壓為1.0v，選擇的電路參數為C1=C2=1nF，R=159k，R2=R9=R10=400，R1=1k時fLP=fBP=fHP=fi，增益分別為ALP=0.57，ABP=0.4，AHP=0.57。當輸入信號的頻率fi取1.0MHz時用ORCAD仿真的結果如圖5。
從仿真結果分析可得，當輸入信號的幅度為1v，頻率在200kHz-1MHz的范圍內變化時，經過濾波電路后信號的幅度變為vLP=vHP=0.57v，vBP=0.4v，且能夠同時實現低通、高通和帶通的濾波功能，幅頻特性在通帶內較平坦，在阻帶內衰減的較好，符合設計要求。
4 結論
提出了一種自適應多功能濾波器的電路結構和設計方法，待處理信號經過預處理電路后輸入F/V電路將頻率信號變換為與之成正比例的電壓信號，然后將該電壓信號輸入多功能壓控濾波電路的電壓輸入端從而間接實現濾波器截止頻率的自動適應。從仿真結果可以看出設計的濾波器能夠實現高通、低通和帶通的自動跟蹤濾波功能，驗證了該方法的正確性。由于電路中選用的模擬乘法器和電流運放都是高頻性能較好的器件，可以利用分頻及放大原理將高頻信號轉換為低頻信號從而實現濾波器頻率的擴展。
參考文獻：
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濾波電路范文5
關鍵詞：Multisim；Matlab；電路仿真；濾波
中圖分類號：TP391.9
文獻標識碼：A
文章編號：1006-8228[2011]08-22-02
引言
電路課程是計算機、電子信息工程、自動化、通信等電類專業學生的必修基礎課程。通過本課程的教學，要使學生掌握電路的定理、電路的基本分析方法和初步的實驗技能，為學習后續課程準備必要的電路知識。該課程特點是概念多、公式多，知識點繁雜，但近年來授課學時卻在不斷減少，使得教與學的難度增大。為了讓學生提高學習興趣，我們在電路理論教學中組織學生成立了課外學習計算機仿真軟件小組，每個小組由組長帶領利用業余時間學習，主要學習MathWorks公司的Matlab和Interactive Image Technologies(IIT)公司的Multisim軟件包，Altium公司的Potel軟件和MicroSim公司的Pspice，并由學生組織講座，主講計算機仿真軟件在電路中的應用。這不僅使學生加深了對電路知識的理解，提高自學能力、組織能力，培養了工程實踐能力，而且為后續課程的學習打下基礎，提高了教學質量。
1、Multisim、Matlab兩種仿真軟件的特點
Multisim是美國國家儀器(NI)有限公司推出的以Windows為基礎的仿真工具，它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。Multisim仿真功能十分強大，它的元器件豐富，其中真實元器件具有精確的仿真模型，在市場上有相應的元器件出售。它的工作界面非常直觀，原理圖和各種工具都在同一個窗口內，用戶最容易掌握使用。
Matlab是美國MathWorks公司出品的集數值計算、符號運算及圖形處理和虛擬實驗等強大功能于一體的科學與工程計算、數據分析和仿真軟件。它主要包括MATLAB和Simulink兩大部分，可實現電路的計算和仿真，即能通過計算機編程方法對人工建立的電路方程分析求解，也可利用Simulink組件，直接對電路建模、分析和計算。
2、Multisim MalIab仿真實例
集成運放廣泛用于信號的處理電路中，其應用首先表現在它能構成各種運算電路上。例如，將積分、微分、比例等基本運算電路組合在一起，對電路自由設置傳遞函數，可實現預期的濾波功能。濾波又分為低通濾波、高通濾波、帶通濾波和帶阻濾波。在傳統的教學中教師往往通過數學推導來講授這些內容，各種濾波波形也很難在實驗中進行顯示?，F以二階有源濾波電路為例，說明如何利用Multisim、Maflab等仿真軟件建立電路模型，改善教學效果。
濾波電路圖如圖1所示這是利用Multisim繪制的原理圖。
我們首先對圖1電路圖進行定性分析：在Ui(s)作用下，以Uo1(s)為輸出的支路，因為反饋通路為積分電路，所以它實現的是高通濾波；對于以Uo2(S)為輸出的支路，則因為它是在高通濾波的基礎上又經過了低通濾波，所以實現的是帶通濾波；對于以Uo3(s)為輸出的支路，則因為它是在帶通濾波的基礎上又經過積分電路，所以實現的是低通濾波；對于以Uo4(s)為輸出的支路，則因為它是二階高通與低通濾波的求和運算，所以實現的是帶阻濾波。
定量分析：利用四個集成運放實現四種濾波功能，由電路基本理論我們可推得四個濾波器的傳遞函數分別為：
2.1 使用Multisim軟件進行仿真
仿真的一般步驟是：首先繪制仿真電路原理圖，對元件設置屬性，設置仿真節點，并設置仿真分析參數；然后運行得到仿真結果，產生仿真信號數值和波形；分析仿真結果。
2.1.1 設置交流分析參數
進行交流分析時，以正弦波為輸入信號。交流分析的結果，以幅頻特性和相頻特性兩個圖形顯示。執行菜單命令Simulate／Analyses，在列出的可操作分析類型中選擇ACAnalysis，則出現交流分析對話框，如圖2所示。主要設置參數有起始參數、截止參數、掃描類型等。
2.1.2 仿真結果
利用Multisim可以直接顯示出電路的幅頻特性曲線和相頻特性曲線，圖3、4、5、6中幅頻特性曲線顯示了各電路輸出端的電壓隨頻率變化的曲線，由圖可知與定性分析相同。
2.2 Matlab仿真
利用Matlab軟件觀察四種濾波器的頻率響應，仿真較為簡單，只采用Matlab語言編程。
2.2.1 建立各濾波器系統函數系數矩陣
Ui＝[10*(R*C)^2，2*R*C，1]；
Uo1=[-1*((R*C)^2)*10，0，0]；
Uo2=[0，10*R*C，0]；
Uo3=[0，0，-10]；
Uo4=[-1*10*((R*C)^2)，O，-10]
2.2.2 仿真波形
畫出頻率響應曲線：plot(fk／1000,20*log10(abs(Hk))／max(abs(IIk)))；grid on經過對圖7的分析可以發現，傳遞函數對應高通濾波。因篇幅有限，利用Matlab仿真低通、帶通和帶阻的仿真波形就不一一列出了。
3、兩種電路仿真軟件的比較
通過濾波電路仿真實例的分析比較，我們認為兩種軟件各有其仿真特色。主要為：
(1)Multisim的仿真軟件具有強大的元件庫和虛擬的實驗儀器與儀表，能直接建立電路原理圖，逼真再現實驗環境，可直接分析電路的內部和外部特性，Multisim豐富的分析方法可以了解電路的狀況、分析電路的各種響應，其分析精度和測量范圍比用實際儀器測量的精度高、范圍寬。Multisim軟件適合元件和電路仿真分析，可以作為實驗平臺。
(2)Matlab運用編程，且其運行時將數據處理單元視作矩陣，增強了它的運算功能。Matlab信號和數據處理及計算能力強。圖形可視化功能好，功能模塊豐富，用于系統仿真更方便一些，并且通過研究電路的外特性，可驗證電路定理和定律。
4、結束語
將計算機軟件引入電路課程的教學實踐，因其仿真結果準確、圖像直接等特點，極大豐富了教師的授課內容。對各類典型的電路進行仿真，可加深學生對知識的理解，也緩解了實驗設備少的問題；最重要的是激發了學生的學習興趣，提高了學生的自學能力和綜合素質，有助于培養具有創新意識和實際設計經驗的人才。
參考文獻：
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濾波電路范文6
【關鍵詞】 APF拓撲結構逆變器
1 前言
有源濾波器已經被許多國家廣泛應用到供電系統中,該類濾波器不但能夠對用戶自身諧波進行補償還能夠提高整個供電系統的服務質量。隨著研究的深入與需求的提高,有源濾波器正向著諧波補償次數更高、單機容量更大方向發展以滿足日益夸大的供電系統。
目前,制約有源濾波器發展的技術瓶頸主要是開關器件容量低和成本較高,為了克服這兩個難題,可以采用有源濾波器和LC無源濾波器結合使用,構成混合型大功率電力濾波器(High-capacity Hybrid Active Power Filter)。在混合型有源濾波器中,可以把諧波補償的主要任務交給LC無源濾波器完成,同時又兼顧了開關頻率高的特點,從而克服開關器件容量低、成本高的特點,平衡了開關頻率和容量的矛盾。本文對混合型有源濾波器的基本原理和拓撲結構進行了研究,提出了一種新型的混合型有源濾波器,仿真實驗證明所設計濾波器的諧波補償效果較好。
2 有源濾波器及其拓撲結構
2.1 有源濾波器基本原理
以并聯型有源濾波器為例對其基本原理介紹。有源濾波器包括兩大部分:指令電流運算電路和補償電流發生電路,其中補償電流發生電路又由電流跟蹤控制電路、驅動電路和主電路三部分組成。指令電流運算電路的主要作用是對補償對象中的諧波和無功電流分量進行檢測,得到補償指令信號,為后續的補償做準備,補償電流發生電路根據指令電流運算電路檢測得到補償指令進行電流補償操作,使得補償電流和負載中產生的諧波和無功相抵消。
通常選擇PWM變流器作為圖中的主電路,在補償電流時作為逆變器使用。有源濾波器中的逆變器有電流型有源逆變器和電壓型有源逆變器兩種結構,由于電流型逆變器在大電感上的損耗較大且控制復雜等原因,本文主要對使用更廣的電壓型逆變器組成的有源濾波器進行研究。
2.2 拓撲結構
根據有源濾波器電路的連接方式可以分為串聯型有源濾波器、并聯型有源濾波器與混合型有源濾波器三種。
串聯型有源濾波器具有電壓諧波的抑制性好的優點,但是絕緣性較差、結構龐大,對其進行維修替換時比較麻煩,通常用于改善系統電壓。并聯型有源濾波器對諧波和無功都可以進行補償,但是對開關器件和容量要求較高,通常在進行低電壓小容量的補償時采用這種方式,雖然可以通過多個并聯型有源濾波器的級聯來增大濾波器容量,但是成本高、系統復雜,并不適合廣泛應用。因此,為了解決在高壓、大容量情況下的諧波補償問題,必須把有源濾波器、無源濾波器等各種濾波器混合使用,從而引入了混合型有源濾波器的概念?；旌闲陀性礊V波器可以分為串聯有源濾波器和無源濾波器的混合使用、并聯有源濾波器和無源濾波器的混合使用、串聯有源濾波器和并聯有源濾波器的混合使用等。
3 混合型有源濾波器設計
3.1 結構設計
考慮到成本的控制和可行性,并為了滿足高電壓、大容量、能夠進行無功功率補償等要求,設計了如下并聯混合型有源濾波器,其結構如圖1所示。
混合型有源濾波器是把串聯型有源濾波器和無源濾波器并聯后混合使用,依靠無源濾波器進行無功功率補償,有源濾波器和無源濾波器共同完成諧波抑制的作用。這樣就能夠達到預期的高壓、大容量無功和諧波補償的目的。
3.2 參數設計
結合實際中某變電站的諧波含量情況,得到如下設計參數:
利用2次和7次單調諧濾波器組成無源濾波器部分,其中電容和電感值為36.22mH、70μF、6.7mH、30μF,另外品質因數為50;L1、C1和Cc分別為28.95mH、350μF、25μF;輸出濾波器的電容和電感值為0.5mH、60μF;選擇容量為為100KVA的耦合變壓器,6KV絕緣,變為為2;選擇40000uF/1000V的直流電容,供電電路選擇三相不可控整流橋。
4 結語
本文提出一種新型的混合型有源濾波器的結構并對相應參數進行了設計,具有較大的容量和諧波補償能力,良好的改善了供電質量。
參考文獻:
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