[实用新型]谐波有源滤波装置

说明书

本实用新型是失真度测试仪的一个部件，属于有源滤波器技术领域。

在失真度测试仪中，需有一个谐波滤波装置，它把周期性（特定频率）电信号的基波分量滤除，而让各次谐波分量得以无阻碍地通过。现有的谐波滤波装置，通常采用无源高阶滤波器，但它价格高，调整困难，基波吸收欠足，通带波纹（起伏）较大。

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种高性能的阶数较低的谐波有源滤波装置。

本实用新型是一种八阶谐波有源滤波器，由两个高通滤波器T₁和T₃，两个带零点的高通滤波器T₂和T₄，一个比例放大器K₀共五个单元组成，其特征是各个单元之间按照T₁、T₂、K₀、T₃和T₄的次序级联，各单元均采用高阻抗输入，低阻抗输出的结构，T₁的极点在2.141fHZ（f为基波频率，下同），Q值为0.8330；T₂的零点在1.02fHZ，极点在1.755fHZ，Q值为2.570；T₃的极点在2.708fHZ，Q值为0.5553；T₄的零点在0.98fHZ，极点在1.705fHZ，Q值为2.793。比例放大器K₀的增益可以根据实际需要确定。根据实际需要，T₁与T₃的次序可以对换，T₂与T₄的次序也可以对换。极点频率和Q值的误差只要小于千分之五，本实用新型就能保证高精度。

本实用新型与现有技术相比，具有价格低廉，调试方便和性能稳定等优点。它对基波的吸收衰耗可大于90dB，并允许基波频率可以偏差±2％，谐波通带波纹可以小于0.1dB；在兼顾有大的动态范围、良好的信噪比和稳定性的优化方案中，在0～40℃的范围内工作，无需调整，并具有良好的性能。

图1是本实用新型的结构方框示意图；图2为实施方案电路原理图。

本实用新型可采用如附图所示的方案实现。各单元的级联如图1所示，电路可按图2所示，1n和out为输入端和输出端，＋VVC和－VC为正、负电源。各个单元可以单独制作，也可以制作成一体。IC₀、IC₁、IC₃可采用LM351运算放大器，IC₂和IC₄可采用LM353双运算放大器；电阻采用金属膜精密电阻；电容除了C₁₄和C₃₄可采用片状电容器外，其它电容均采用聚乙烯精精密电容器。T₁由IC₁、电阻R₁₁、R₁₂和电容C₁₁、C₁₂、C₁₃、C₁₄组成；T₂由两个 1/2 IC₂、电阻R₂₁、R₂₂、R₂₃、R₂₄、R₂₄和电容C₂₁、C₂₂及两个电容量相等的C^＊组成；T₃由IC₃、电阻R₃₁、R₃₂和电容C₃₁、C₃₂、C₃₃、C₃₄组成；T₄由两个 1/2 IC₄电阻R₄₁、R₄₂、R₄₃、R₄₄、R₄₅和电容C₄₁、C₄₂及两个电容量相等的C^＊1组成；K₀由IC₀、电阻R₀₁、R₀₂和电容C^＊＊组成。作为实施例，滤波装置通带增益为30dB，电阻可取如下参考数值：R₀₁＝10.0K，R₀₂＝316K，R₂₂＝R₂₃＝R₂₄＝30.6K，R₃₁＝27.7K，R₃₂＝100K，R₄₁＝54.9K，R₄₂＝R₄₃＝R₄₄＝29.1K，R₄₅＝81.6K。对于电容，根据不同的基波频率f，选取不同的数值。例如用于电网波形畸变率测试仪的谐波有源滤波装置，基波频率f＝50HZ，C₁₁＝C₁₂＝30000P，C₁₃＝42160P，C₁₄不用，C₂₁＝34720P，C₂₂＝59130P，C₃₁＝C₃₂＝30000P，C₃₃＝16690P，C₃₄不用，C₄₁＝34100P，C₄₂＝63820P。C^＊＝C^＊1＝30P，C^＊＊＝10P。对于用于电力载波机话路特性（失真）测试仪的谐波有源滤波装置，基波频率f＝400HZ，则C₁₁＝C₁₂＝3750P，C₁₃＝5270P，C₁₄＝0.047μ，C₂₁＝4340P，C₂₂＝7391P，C₃₁＝C₃₂＝3750P，C₃₃＝2086P，C₃₄＝0.047μ，C₄₁＝4263P，C₄₂＝7978P，C^＊＝C^＊1＝30P，C^＊＊＝5P。