一种有源滤波器的制作方法

1.本实用新型涉及滤波器技术领域，具体涉及一种有源滤波器。


背景技术：

2.滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定的频率成分通过，并极大地衰减其他频率成分，实现信号滤波的功能。利用滤波器，可以滤除信号中的干扰噪声或对信号进行频谱分析。
3.滤波器除截止频率外，还有带内波动和阻带抑制度等指标。理想滤波器不存在带内波动，其阻带也能对信号的频率分量进行完全抑制。然而现实中并不存在理想滤波器，且现实滤波器也存在不可忽视的过渡带。
4.如何压缩滤波器的过渡带，减小带内波动并增大阻带抑制度，一直是学术界和工程界研究的重难点。目前，信号学中已提出了巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器和考尔滤波器等滤波器模型，工程界也使用基础电子元件对上述各个滤波器模型进行了实物落地。其中，椭圆滤波器兼顾了过渡带宽、带内波动和阻带抑制度的指标。但对于电学器件而言，带载能力和信号增益也是不可忽视的指标。如何兼顾过渡带宽、带内波动、阻带抑制度和带载能力，仍是现有技术不足之处。


技术实现要素：

5.针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供的一种有源滤波器解决了滤波器如何兼顾过渡带宽、带内波动、阻带抑制度和带载能力的问题。
6.为了达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案为：一种有源滤波器，包括：第一有源lc滤波单元和第二有源lc滤波单元；
7.所述第一有源lc滤波单元的输出端与第二有源lc滤波单元的输入端连接。
8.进一步地，所述第一有源lc滤波单元包括：电容c1、接地电容c2、接地电容c3、电感l1、电阻r1、接地电阻r2、放大器u1和电阻r3；
9.所述电容c1的一端分别与电感l1的一端和接地电容c2连接，其另一端分别与电感l1的另一端、接地电容c3和电阻r1的一端连接；所述放大器u1的正相输入端与电阻r1的另一端连接，其反相输入端分别与接地电阻r2和电阻r3的一端连接，其输出端作为第一有源lc滤波单元的输出端。
10.进一步地，所述电阻r1、电阻r2、电阻r3和放大器u1构成负反馈增益器。
11.进一步地，所述电容c1分别与电感l1和接地电容c2连接的一端，作为有源滤波器的信号输入端。
12.进一步地，所述第二有源lc滤波单元包括：接地电容c4、接地电容c5、电容c6、电感l2、电阻r4、接地电阻r5、电阻r6和放大器u2；
13.所述电容c6的一端分别与电感l2的一端和接地电容c4连接，其另一端分别与电感l2的另一端、接地电容c5和电阻r4的一端连接；所述放大器u2的正相输入端与电阻r4的另
一端连接，其反相输入端分别与接地电阻r5和电阻r6的一端连接，其输出端与电阻r6的另一端连接。
14.进一步地，所述电阻r4、电阻r5、电阻r6和放大器u2构成负反馈增益器。
15.进一步地，所述放大器u2的输出端作为有源滤波器的信号输出端。
16.本实用新型的有益效果为：
17.1)、本实用新型采用两级有源滤波方案增强阻带抑制度，减少过渡带宽；每一级中均使用了lc电路结构，具有其无功补偿的优点；通过有源技术，增强带载能力，同时也可实现信号增益。
18.2)、第一有源lc滤波单元和第二有源lc滤波单元，基于各自电容和电感的连接关系，构成lc拓扑结构，实现椭圆滤波器信号传输模型，兼顾了低过渡带宽、低带内波动和高阻带抑制度的性能。
19.3)、基于放大器u1和放大器u2，设计了负反馈增益器，由电阻r2、电阻r3、电阻r5和电阻r6的阻值，可调控本实用新型的有源滤波器增益，同时具有高输入阻抗和低输出阻抗，带载能力强的优点。
附图说明
20.图1为一种有源滤波器的电路图。
具体实施方式
21.下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的发明创造均在保护之列。
22.如图1所示，一种有源滤波器，包括：第一有源lc滤波单元和第二有源lc滤波单元；
23.所述第一有源lc滤波单元的输出端与第二有源lc滤波单元的输入端连接。
24.第一有源lc滤波单元包括：电容c1、接地电容c2、接地电容c3、电感l1、电阻r1、接地电阻r2、放大器u1和电阻r3；
25.所述电容c1的一端分别与电感l1的一端和接地电容c2连接，其另一端分别与电感l1的另一端、接地电容c3和电阻r1的一端连接；所述放大器u1的正相输入端与电阻r1的另一端连接，其反相输入端分别与接地电阻r2和电阻r3的一端连接，其输出端作为第一有源lc滤波单元的输出端。
26.电阻r1、电阻r2、电阻r3和放大器u1构成负反馈增益器。电容c1分别与电感l1和接地电容c2连接的一端，作为有源滤波器的信号输入端。
27.第二有源lc滤波单元包括：接地电容c4、接地电容c5、电容c6、电感l2、电阻r4、接地电阻r5、电阻r6和放大器u2；
28.所述电容c6的一端分别与电感l2的一端和接地电容c4连接，其另一端分别与电感l2的另一端、接地电容c5和电阻r4的一端连接；所述放大器u2的正相输入端与电阻r4的另一端连接，其反相输入端分别与接地电阻r5和电阻r6的一端连接，其输出端与电阻r6的另一端连接。
29.第一有源lc滤波单元和第二有源lc滤波单元，基于各自电容和电感的连接关系，构成lc拓扑结构，实现椭圆滤波器信号传输模型，兼顾了低过渡带宽、低带内波动和高阻带抑制度的性能。
30.电阻r4、电阻r5、电阻r6和放大器u2构成负反馈增益器。放大器u2的输出端作为有源滤波器的信号输出端。
31.基于放大器u1和放大器u2，设计了负反馈增益器，由电阻r2、电阻r3、电阻r5和电阻r6的阻值，可调控本实用新型的有源滤波器增益，同时具有高输入阻抗和低输出阻抗，带载能力强的优点。
32.本实用新型采用两级有源滤波方案增强阻带抑制度，减少过渡带宽；每一级中均使用了lc电路结构，具有其无功补偿的优点；通过有源技术，增强带载能力，同时也可实现信号增益。


技术特征：
1.一种有源滤波器，其特征在于，包括：第一有源lc滤波单元和第二有源lc滤波单元；所述第一有源lc滤波单元的输出端与第二有源lc滤波单元的输入端连接；所述第一有源lc滤波单元包括：电容c1、接地电容c2、接地电容c3、电感l1、电阻r1、接地电阻r2、放大器u1和电阻r3；所述电容c1的一端分别与电感l1的一端和接地电容c2连接，其另一端分别与电感l1的另一端、接地电容c3和电阻r1的一端连接；所述放大器u1的正相输入端与电阻r1的另一端连接，其反相输入端分别与接地电阻r2和电阻r3的一端连接，其输出端作为第一有源lc滤波单元的输出端；所述第二有源lc滤波单元包括：接地电容c4、接地电容c5、电容c6、电感l2、电阻r4、接地电阻r5、电阻r6和放大器u2；所述电容c6的一端分别与电感l2的一端和接地电容c4连接，其另一端分别与电感l2的另一端、接地电容c5和电阻r4的一端连接；所述放大器u2的正相输入端与电阻r4的另一端连接，其反相输入端分别与接地电阻r5和电阻r6的一端连接，其输出端与电阻r6的另一端连接。2.根据权利要求1所述的有源滤波器，其特征在于，所述电阻r1、电阻r2、电阻r3和放大器u1构成负反馈增益器。3.根据权利要求1所述的有源滤波器，其特征在于，所述电容c1分别与电感l1和接地电容c2连接的一端，作为有源滤波器的信号输入端。4.根据权利要求1所述的有源滤波器，其特征在于，所述电阻r4、电阻r5、电阻r6和放大器u2构成负反馈增益器。5.根据权利要求1所述的有源滤波器，其特征在于，所述放大器u2的输出端作为有源滤波器的信号输出端。

技术总结
本实用新型公开了一种有源滤波器，包括：第一有源LC滤波单元和第二有源LC滤波单元；所述第一有源LC滤波单元的输出端与第二有源LC滤波单元的输入端连接，第一有源LC滤波单元和第二有源LC滤波单元，基于各自电容和电感的连接关系，构成LC拓扑结构，实现椭圆滤波器信号传输模型，兼顾了低过渡带宽、低带内波动和高阻带抑制度的性能。阻带抑制度的性能。阻带抑制度的性能。


技术研发人员：何锦华 刘天添 卢小侠 田浩
受保护的技术使用者：南普电气（成都）有限公司
技术研发日：2022.03.16
技术公布日：2022/7/25