大佬讲解滤波器原理(十一)，谐波滤波器原理+连续时间滤波器原理

滤波器原理学习存在一定难度，大家在学习滤波器原理时需投入一定量时间。本文中，将为大家介绍谐波滤波器原理与连续时间滤波器原理，以帮助大家进一步掌握滤波器原理的所有内容。如果你对本文内容存在一定兴趣，不妨继续往下阅读哦。

一、浅谈谐波滤波器工作原理

谐波滤波器，是一个用于滤除电力系统中某一次或多次谐波的装置。关于谐波滤波器，根据工作原理也分为有原式滤波器和无源式滤波器两种，两者之间有着一定的区别。

有源滤波器，又称为主动式的滤波。他通过检测我们系统中的谐波，然后主动生成一个与我们谐波大小相等，项序相反的用于抵消谐波的波。对我们系统的谐波进行抵消。采用的是一种补偿方式。有源滤波器本质上相当于一个大功率的信号发生器，及硬件构造与变频器类似，根据基波信号的谐波含量，产生频率和幅度相等，但是相位相差180°的谐波以抵消该谐波。有源滤波器可以滤除各种的谐波，尤其是电网存在的低次谐波，并且可以同时实现无功补偿。有源滤波器采用电力电子器件，成本较高，维护需经过培训，占地面积小，可调节，滤波效果理想。随着电力电子技术的发展，其成本下降空间较大，是必然的发展趋势。

无源滤波器，也会被称称为被动式滤波器。其原理就是电容加电抗通过匹配，对某次谐波形成低阻抗，让该次谐波全部流入滤波器，如果一个控制器同时控制两个高次谐波滤波回路，必须先投入低次谐波的滤波回路，否则会放大谐波。控制器一般都是无功功率为采样信号，实时采集，实时发送信号。现在的投切元件大多都用的是可控硅投切，响应速度快。主要滤除高次谐波，并且对基波有一定损耗，一般而言，滤波效果越好，对基波的损耗也越大。无源滤波器成本低，维护简单，占地面积较大，可调节范围小。

二、连续时间滤波器基本原理简介

现在，连续时间滤波器实现的方法有多种，如有源RC滤波器，MOSFET-C滤波器，Gm-C滤波器，Gm-C-OPAMP滤波器等。连续时间滤波器能够直接处理模拟信号，它不需要经过A/D, D/A转换、采样和保持以及抗混叠滤波器。目前连续时间滤波器的频率能够达到几百MHz，因而广泛地用于高频应用中。对于高性能的连续时间滤波器，主要类型有三种:有源RC滤波器，MOSFET-C滤波器，跨导电容(Gm-C)滤波器。它们一般都用MOS或BiCMOS技术以及双极型晶体管来实现。

RC有源滤波器是山运算放大器、电阻、电容这些基本元件构成的。在集成电路中，这些电阻由普通的电阻或多晶硅来实现。但是，这类滤波器对RC元件的变化比较敏感。一般来说，这类滤波器一般适用于低频应用中。因而这类滤波器的应用受到了很大的限制。

MOSFET-C滤波器是基于有源RC滤波器得来的，它的电阻用工作在线性区MOS管来实现。它的一个主要问题是失真问题。我们可用一组晶体管来代替单个的品体管来消除失真。然而，即使采用了这样的措施，其工作频率也不会太高，主要是运算放大器限制了其工作频率。

跨导电容(Gm-C)滤波器比前面讨论过的滤波器有许多优点，最主要的是它有较低的功耗和较高的应用频率。跨导电容(Gm-C)滤波器由跨导Gm和电容C组成。跨导电容(Gm-C)滤波器被普遍应用于高频领域，例如在通信系统中，滤波器是非常重要的组成部分。在射频(RF)接收系统中，天线的输出紧跟，个 射频预选择滤波器(Pre-SelectF ilter),混频器前需要镜像反射滤波器(image-RejecTIon Filter), AID转换前需要经过信道选择滤波器(Channel SelecTIon Filter)和抗混叠滤波器(AnTI-Aliasing Filter).另一个典型的应用是计算机中的硬盘驱动系统，在从硬盘中读取数据的时候，必须要有一个均衡滤波器(EqualizaTIon Filter)，以提供延迟补偿，减小信号间的干扰。上述这些滤波器的共同点是它们都工作在非常高的频率上，范围可能从几兆赫兹到几百兆赫兹，甚至达到几十吉赫兹。

以上便是小编带来的“滤波器原理”相关内容，小编希望大家通过本文可正确掌握谐波滤波器原理和连续时间滤波器原理。最后，十分感谢大家的阅读，have a nice day!