電氣濾波器——定義、分類、特性、主要類型

工業能源提供實用正弦電壓曲線……與此同時，在許多情況下，週期性的交流電流和電壓與諧波電流和電壓截然不同。

電氣濾波器可用於平滑整流器中的電壓波、將調幅高頻振盪轉換為相對緩慢的信號電壓變化的解調器以及其他類似設備。

在最簡單的情況下，您可以限制自己與負載串聯電感器，其電阻隨著諧波次數的增加而增加，並且對於低頻振盪相對較小，對於恆定分量更是如此。使用U形、T形和L形過濾器更有效。

電氣濾波器的基本定義和分類

濾波器的選擇性是指它能夠從進入其輸入的電流的整個頻譜中選擇有用信號固有的特定頻率範圍。

為了獲得良好的選擇性，濾波器必須以最小衰減通過所需信號固有頻率的電流，並且對所有其他頻率的電流具有最大衰減。根據這個過濾器，可以給出以下定義。

電氣濾波器被稱為四極器件，它通過特定頻帶內的電流而衰減很小（帶寬），而頻率在該頻帶之外的電流 - 具有高衰減或通常所說的不通過（非 -傳輸帶）。

根據電路的結構，濾波器分為鍊式（列式）濾波器和橋式濾波器。鍊式濾波器是根據T型、P型和L型橋式電路製成的濾波器。橋式濾波器是在橋式電路上製作的濾波器。

根據元素的性質，過濾器分為：

根據濾波電路中能量源的存在，分為：

為了完整表徵濾波器性能，有必要了解其電氣特性，包括衰減、相移和特性阻抗的頻率依賴性。

最好的是具有最少元素的過濾器，它具有：

不幸的是，沒有一種基本類型的濾波器的特性能夠滿足所有這些要求。因此，根據具體情況，使用此類過濾器，其特性最能滿足技術要求。通常需要將濾波器應用於由各種類型的基本連接組成的複雜電路。

最常見的過濾器類型

在圖。圖 1 顯示了一個簡單的 L 形濾波器圖，電感器 L 和電容器 C 連接在接收器 rpr 和整流器 V 之間。

所有頻率的交流電都遇到一個很大的電感電阻，一個並聯的電容器沿並聯支路傳遞剩餘的高頻電流。這顯著降低了負載中的電壓紋波。 rNS。

也可以使用由兩個或多個相似鏈接組成的過濾器。有時使用帶電阻器的簡單濾波器代替電感器。

最簡單的平滑L型電濾波器

米。 1.最簡單的平滑L型電濾波器

更先進的是他們使用的諧振濾波器共振現象.

當電感和電容串聯時，當fwL = 1 / (kwV)時，電路將在頻率fw處具有最高的電導率（有源），並且在接近諧振的頻帶具有相當高的電導率。該電路是一個簡單的帶通濾波器。

當電感和電容並聯時，這樣的電路在諧振頻率處的電導率最低，在接近諧振頻率的頻段電導率相對較低。這樣的濾波器是針對某個頻帶的阻塞濾波器。

為了提高簡單帶通濾波器的性能，可以使用一種方案（圖 2），其中電感器和電容器彼此並聯連接到接收器。這樣的電路也被調諧為與山羊的頻率共振，並且對所選頻帶中的電流呈現出非常高的電阻，而對其他頻率的電流呈現出非常小的電阻。

簡易電氣過濾帶

米。 2. 簡單帶通濾波器示意圖

類似的濾波器可用於在特定頻率下產生調製振蕩的調製器。將低頻信號電壓 Uc 施加到調製器 M，將其轉換為調製高頻振盪，濾波器將電壓與所需頻率分開，然後饋送到負載 rNS。

例如，假設非正弦交流電流過電路，並且要從接收器電流曲線中消除非常大的三次和五次諧波電流。接下來，我們將交替包括兩個調諧到電路中三次和五次諧波諧振的電路（圖 3，a）。

調諧到 3w 頻率諧振的左線阻抗對於該頻率將非常大，而對於所有其他諧波則很小；調諧到頻率 5w 諧振的右側電路起到類似的作用...因此，輸入接收器的電流曲線幾乎不包含三次和五次諧波（圖 3，b），這將被抑制篩選。

調諧到三次和五次諧波諧振的串聯諧振電路的方案：a - 電路圖； b - 接收器的電壓電路和電流 inp 曲線

米。 3. 串聯諧振電路調諧三次諧波和五次諧波諧振的方案：a——電路圖； b — 接收器的電壓電路和電流 inp 曲線

帶通濾波器輸出電壓曲線

米。 4.帶通濾波器輸出電壓曲線

在某些情況下，會執行更複雜的帶通濾波器，以及通過或不通過從特定頻率開始的振蕩的截止濾波器。這種過濾器由 T 形或 U 形連接組成。

濾波器的工作原理是在頻率的頻帶內，例如帶通濾波器，共振發生在n + 1個頻率，其中n是連接數。這種由三個連接組成的濾波器的曲線 Uout = f (w) 如圖 1 所示。 4. 共振發生在頻率w1、w2、w3 和w4。