濾波器是一種能使有用信號(hào)順利通過，而同時(shí)對(duì)無用頻率信號(hào)進(jìn)行抑制或衰減的電子裝置，工程上常用它來做信號(hào)處理、數(shù)據(jù)傳送和抑制干擾等，本文會(huì)詳細(xì)介紹有源濾波器和無源濾波器的區(qū)別，首先來看看有源濾波器和無源濾波器的產(chǎn)品介紹。

　　一、有源濾波器

　　有源濾波器是一種用于動(dòng)態(tài)抑制諧波、補(bǔ)償無功的新型電力電子裝置，它能夠?qū)Υ笮『皖l率都變化的諧波以及變化的無功進(jìn)行補(bǔ)償，之所以稱為有源，顧名思義該裝置需要提供電源（用以補(bǔ)償主電路的諧波），其應(yīng)用可克服LC無源濾波器等傳統(tǒng)的諧波抑制和無功補(bǔ)償方法的缺點(diǎn)，傳統(tǒng)的只能固定補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)跟蹤補(bǔ)償，而且可以既補(bǔ)諧波又補(bǔ)無功。

　　有源濾波自身就是諧波源，其依靠電力電子裝置，在檢測(cè)到系統(tǒng)諧波的同時(shí)產(chǎn)生一組和系統(tǒng)幅值相等，相位相反的諧波向量，這樣可以抵消掉系統(tǒng)諧波，使其成為正弦波形。有源濾波除了濾除諧波外，同時(shí)還可以動(dòng)態(tài)補(bǔ)償無功功率，其優(yōu)點(diǎn)是反映動(dòng)作迅速，濾除諧波可達(dá)到95%以上，補(bǔ)償無功細(xì)致，缺點(diǎn)為價(jià)格高，容量小。

　　有源濾波器工作原理是：用電流互感器采集直流線路上的電流，經(jīng)A/D采樣，將所得的電流信號(hào)進(jìn)行諧波分離算法的處理，得到諧波參考信號(hào)，作為PWM的調(diào)制信號(hào)，與三角波相比，從而得到開關(guān)信號(hào)，用此開關(guān)信號(hào)去控制IGBT單相橋。

　　根據(jù)PWM技術(shù)的原理，將上下橋臂的開關(guān)信號(hào)反接，就可得到與線上諧波信號(hào)大小相等、方向相反的諧波電流，將線上的諧波電流抵消掉，這是前饋控制部分，再將有源濾波器接入點(diǎn)后的線上電流的諧波分量反饋回來，作為調(diào)節(jié)器的輸入，調(diào)整前饋控制的誤差。

　　二、無源濾波器

　　無源濾波器，又稱LC濾波器，是利用電感、電容和電阻的組合設(shè)計(jì)構(gòu)成的濾波電路，可濾除某一次或多次諧波，最普通易于采用的無源濾波器結(jié)構(gòu)是將電感與電容串聯(lián)，可對(duì)主要次諧波（3、5、7）構(gòu)成低阻抗旁路，單調(diào)諧濾波器、雙調(diào)諧濾波器、高通濾波器都屬于無源濾波器。

　　無源濾波器由LC等被動(dòng)元件組成，將其設(shè)計(jì)為某頻率下極低阻抗，對(duì)相應(yīng)頻率諧波電流進(jìn)行分流，其行為模式為提供被動(dòng)式諧波電流旁路通道，它廣泛應(yīng)用于無線通信、音頻處理、圖像處理等領(lǐng)域。無源濾波器的工作原理類似于電容電感濾波器，但是它只使用電容、電感和電阻這幾種基本被動(dòng)元件，不需要外部的能量或源，因此被稱為無源濾波器。

　　無源濾波器主要是通過電容、電感和電阻等元器件組成的RC、RL和RCR等濾波器，通過選擇不同的電容電感電阻組合和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)許多不同的濾波功能，這些濾波器通常包括低通、高通、帶通、帶阻和全通等五種基本類型。

　　以低通濾波器為例，它可以有效地濾除高頻信號(hào)，只允許低頻信號(hào)通過，其原理是利用電容器的高阻抗特性和電感的低阻抗特性，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)高頻信號(hào)的濾波，當(dāng)外部信號(hào)進(jìn)入電路時(shí)，信號(hào)會(huì)先經(jīng)過一個(gè)電容器，然后經(jīng)過一個(gè)電感，最后到達(dá)輸出端。

　　由于電容器對(duì)交流信號(hào)是高阻抗，電感對(duì)交流信號(hào)是低阻抗，高頻信號(hào)被屏蔽在電容器處，只有低頻信號(hào)可以通過電感進(jìn)入輸出端，實(shí)現(xiàn)對(duì)高頻信號(hào)的濾波作用，如果在電容和電感之間加入一個(gè)電阻，就變成了低通RLC濾波器。

　　三、有源濾波器和無源濾波器的區(qū)別

　　有源濾波器和無源濾波器是兩種不同的電路形式，在不同的應(yīng)用場(chǎng)合中被廣泛使用，它們的區(qū)別在于它們采用的元件不同，因此具有不同的電路性質(zhì)和性能。

　　1、元器件不同

　　無源濾波器一般采用電阻、電感和電容等基本元器件組成，其輸入和輸出信號(hào)仍然是不同頻率的電壓和電流，而有源濾波器則在電容、電感和電阻等基本元器件的基礎(chǔ)上加入了運(yùn)算放大器等有源元器件，其輸出信號(hào)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，與輸入信號(hào)有明顯的差別。

　　2、增益不同

　　無源濾波器的電路中，電容電感等元件的作用是形成一個(gè)無衰減的延時(shí)線路，衰減只是通過電阻器實(shí)現(xiàn)的，因此其放大倍數(shù)有限，需要反饋電路（如T電路）才能使放大倍數(shù)大于1。而有源濾波器則在電容的基礎(chǔ)上加入了運(yùn)算放大器等有源元器件，其輸出信號(hào)經(jīng)過放大后，其增益可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1，具有更好的放大性能。

　　3、頻率響應(yīng)不同

　　無源濾波器的頻率響應(yīng)是不平坦的，因此往往需要通過級(jí)聯(lián)不同階數(shù)的電路來實(shí)現(xiàn)濾波，而有源濾波器則具有平坦的頻率響應(yīng)，可以通過調(diào)整放大倍數(shù)來實(shí)現(xiàn)不同的濾波特性。由于運(yùn)算放大器具有高阻抗輸入和低阻抗輸出的特點(diǎn)，可以有效地避免由于負(fù)載引起的信號(hào)衰減，具有更高的通信質(zhì)量。

　　4、功耗和體積不同

　　由于有源濾波器需要加入運(yùn)算放大器等有源元器件，因此功耗比無源濾波器大得多，同時(shí)，由于需要加入運(yùn)算放大器等元件，有源濾波器的體積也比無源濾波器大得多，但是由于有源濾波器具有更好的放大性能，和更平坦的頻率響應(yīng)，因此在一些高性能的應(yīng)用場(chǎng)合中得到廣泛應(yīng)用。

原文鏈接：http://naqico.cn/news/2207.html