一款低损耗低噪声宽调谐的高阶级联N通道滤波器

近年来,N通道滤波器被广泛应用于射频通信和认知无线电等多个领域中。为了降低滤波器的损耗和噪声,拓展其可调谐范围,本文通过在传统的一阶N通道滤波器中引入串联电感,并将其级联的方法,得到了一款低损耗低噪声宽调谐的高阶N通道滤波器。采用伴随网络法获得了高阶级联N通道滤波器的传递函数。伴随网络法的采用大大简化了传递函数的数学推导过程。TSMC 0.18μm CMOS工艺下的Cadence仿真结果表明了传递函数的正确性。Cadence仿真结果还表明,当电源电压为1.2 V时,高阶级联N通道滤波器中心频率可调范围为0.4～3.0 GHz,插入损耗为1.6 dB,回波损耗为11.6 dB,噪声系数为0.2～0.8 dB,与近年来发表的滤波器相比,综合性能有了较大的提升,可应用于高性能的接收机中。     

一种基于功率互补对的混合滤波器组的设计

提出了一种满足近似完全重构的两通道混合滤波器组(HFB)的设计方法.该方法利用由数字共轭正交滤波器组的完全重构特性推导出的功率互补对来分解输入信号带宽,保留了数字共轭正交滤波器组的功率互补特性和无损特性,克服了传统的HFB在0 频率点和低频区域混叠误差较大的缺点.利用遗传算法优化设计模拟滤波器的参数,并利用逆傅里叶变换实现了数字综合滤波器的设计,保证了近似完全重构.仿真结果表明,采用该方法设计的HFB在输入信号带宽内所有频率点上都具有小于-104 dB的混叠误差,能满足16 bit有效位数模数转换系统的需要.     

基波磁势自平衡串并联混合有源电力滤波器

研究了基波磁势自平衡串并联混合有源电力滤波器.其串联在系统和谐波负载之间的零磁通变流器可自动实现对基波呈现低阻抗,对谐波呈现高阻抗,并可实时方便地检测出剩余谐波电流流过变流器时产生的谐波电压降.通过逆变器产生一个与检测到的谐波电压成正比的谐波电压源,并通过耦合变压器与无源滤波器串联之后再并联接入电网,从而更好地减少流入系统的谐波电流.实验结果证明了结论的正确性.     

基于采样计算的差分N通道滤波器

针对传统N通道滤波器中谐波选择性(HS)和谐波折返(HFB)的问题,本文设计一种基于采样计算的差分N通道滤波器结构。该结构不仅能够抑制偶次谐波以及第3、5个谐波,而且在不增加输入参考时钟频率的情况下,解决谐波折返问题。滤波器电路采用SMIC 110 nm工艺,仿真结果表明,该滤波器在3次和5次谐波时分别具有49 dB和67 dB的谐波抑制,电路中心频率f_s可调范围为0.3～1.0 GHz,总功耗为25.2 mW,输入回波损耗(S₁₁)小于-10 dB,噪声系数(NF)为3.1～5.8 dB。     

多输入单输出N阶CCCⅡ-C电流模式滤波器

为了实现结构简单且截止频率可调的多功能N阶电流模式滤波器,提出了一种多输入单输出多功能N阶CCCⅡ(电流控制第二代电流传输器)-C(电容)电流模式滤波器的设计方法.该方法利用信号流图理论构造出N阶多输入单输出电流模式滤波器的信号流图,再根据信号流图综合出滤波器电路.用该方法可以实现出N阶低通、带通、高通及带阻电流模式滤波器.N阶滤波器电路仅由N个CCCⅡ,N个电容及一个多端输出的电流镜构成,且电路中的CCCⅡ仅为CCCⅡ (同相CCCⅡ)而无CCCⅡ-(反相CCCⅡ).通过改变CCCⅡ的外接直流偏置电流可以调节滤波器的截止频率.另外,用该方法所设计的电路参数仅由标准传递函数分母的两项系数之比决定.最后对截止频率为100 kHz的四阶巴特沃斯滤波器进行了仿真,验证了该方法及电路的正确性.     

瞬时无功功率理论在谐波电流检测中的应用

为解决谐波电流长延时问题,根据三相电路的瞬时无功功率理论推导,采用三相/两相坐标变换方法,实现了一种有源电力滤波器的谐波电流实时检测方法.计算结果表明,该方法可以准确,实时地检测出谐波电流.     

基于虚拟仪器的谐波和无功电流检测

出了一种基于滤波器组的瞬时谐波和无功电流的检测方法。该滤波器组中的低通滤波器是一个均值滤波器,用来得到无功电流。该滤波器组中带通滤波器在基频处无衰减,相位无延时,能将2次以上的谐波全部滤掉。得到了该滤波器的递推关系,大大节约了计算量。基于此滤波器设计的识字谐波检测方法可用于任何一种电力系统的谐波补偿装置中,并且可以对谐波和无功电流分别补偿。理论推导和基于虚拟仪器的实验表明,该数字谐波检测系统既保留了数字滤波器的准确性,又克服了长期以来数字滤波器跟随性能差的问题。     

计算机测控系统模拟通道中抗混叠/平滑滤波器的设计

针对计算机测控系统模拟通道的特点,提出了一种抗混叠／平滑滤波器的设计方法,给出了典型设计。所设计的抗混叠／平滑滤波器有可编程、性价比高等优点,这种设计方法有很大的实用价值。     

抗混叠失真IIR数字滤波器的设计与仿真

采用冲激响应不变法在IIR数字高通和数字带阻滤波器的设计过程中,如果在模拟信号频带之间进行频带变换将会发生频谱混叠失真,如果将频带变换放在数字信号频带中进行则可以消除冲激响应不变法带来的频谱混叠失真问题。通过巴特沃斯数字带阻滤波器的设计实例提出了抗混叠失真的具体设计方法和步骤,由仿真结果可以看出,采用"数字-数字频带变换"的设计方法能够有效避免混叠现象发生,是一种有效可行的设计IIR数字滤波器的方法。     

谐波分析及谐波抑制方法

为解决电网谐波污染的问题,对带直流电动机负载的可控变流器交流侧电流进行谐波分析,叙述了并联型有源电力滤波器(APF)的基本工作原理,着重分析了有源电力滤波器谐波抑制的实现,并给出了采用LC滤波器及有源电力滤波器(APF)滤波的仿真实验结果.结果表明,两者组合使用,可以降低成本,提高效率,扩大容量,可获得更好的补偿特性.     

数字滤波器在电力信号分析中的应用

通过建立电压波动信号、谐波电流检测系统模型,设计了不同窗函数的低通、高通数字滤波器.电压波动信号检测采用IEC推荐的平方检测法,谐波检测采用瞬时无功算法.实验结果表明,这种FIR型数字滤波器不仅可行,且能达到预期检测效果.     

新型三相三线制并联有源滤波器的模糊滑模控制方法

为了提高有源滤波器参考电流跟踪控制的精度,改善系统对非线性负载扰动的鲁棒性和适应性,采用一种新型的模糊滑模控制方法,设计了一种模糊滑模控制器,用于三相三线制并联有源滤波器的参考电流跟踪控制.谐波电流检测采用p-q谐波电流检测方法,能快速、准确地检测出负载电流中的谐波分量.直流侧电压采用PI控制方法实现稳定控制.Simulink仿真结果显示,与传统的滞环比较控制方法相比,所设计的新型模糊滑模控制方法能够有效地降低跟踪误差,提高有源滤波器的谐波补偿效果.     

有源滤波器输出电感值的选取方法

基于两相电流控制模型,推导出了并联电压型有源滤波器输出电感值的估算公式,并通过对感性负载、对称整流负载及不对称整流负载等条件下补偿性能的仿真分析,验证了该公式的可行性。采用本方法选取电感值,可获得良好的补偿性能,补偿后的总谐波畸变率小,动态补偿响应速度快,暂态过程冲击小。     

瞬时无功功率理论在谐波电流检测中的应用

为解决谐波电流长延时问题，根据三相电路的瞬时无功功率理论推导，采用三相／两相坐标变换方法，实现了一种有源电力滤波器的谐波电流实时检测方法。计算结果表明，该方法可以准确，实时地检测出谐波电流。     

有源电力滤波器无功电流检测与控制浅论

有源电力滤波器能对频率和幅度都变化的谐波和无功进行跟踪补偿,且补偿特性不受电网阻抗的影响,滤波特性很好,在治理电网谐波和无功方面发挥重要作用。本文笔者提出一种能克服非理想电网电压对谐波和无功电流检测带来的不利影响的谐波与无功电流检测算法。分析了有源电力滤波器的控制策略,采用了基于电压空间矢量的控制策略对补偿电流进行控制,并对直流侧电压进行了有效的控制。     

采用电阻链滤波的变压器过励磁谐波抑制方法

为解决负荷低谷时段、电压偏高情况下变电站谐波指标超出国家标准问题,由变压器铁芯的励磁原理出发分析谐波的产生机理;利用PSCAD平台上搭建的变电站仿真模型,得到不同额定磁密、工作电压、电网阻抗特性下的5、7次谐波含有率变化特性;提出利用单调谐滤波器过滤变压器产生的主要谐波分量,通过电阻阻尼特性消除滤波器谐振现象的变压器过励磁谐波抑制方法。YNd11和Dyn11 2种类型的变压器谐波抑制效果仿真分析结果表明,带电阻链的单调滤波器组能有效抑制变压器产生的5、7次谐波分量,抑制后的总谐波含量降至国家标准允许范围内,滤波方法有效。     

并联型混合有源滤波器的新型控制策略

由无源滤波器（PF）和小容量的有源滤波器串联组成的并联型混合有源滤波器（PHAPF）,能较好地提高PF的滤波性能,并克服单独采用有源滤波器造价高的缺点．基于系统谐波电流反馈控制方式的PHAPF能有效地补偿负荷电流的谐波分量,但会使补偿后的负荷节点电压产生较大的畸变,针对这一问题提出了一种基于负荷节点电压畸变分量反馈控制的PHAPF控制策略,可以在有效补偿负荷电流谐波分量和校正负荷功率因数的同时较好地抑制负荷节点电压畸变．数字仿真验证了该控制策略的有效性．     

获得参考电压的一种控制策略

分析了串联型有源电力滤波器补偿电压型谐波源的工作原理 .讨论了一种适合串联型有源电力滤波器获得参考电压的控制策略 ,即检测电源电流控制策略 ,并设计了相应的控制电路 .通过实验 ,研究了串联型有源电力滤波器采用该控制策略时对电压型谐波源的谐波补偿效果     

可选择谐波型有源滤波器的检测及其闭环控制

为了实现对电力系统谐波的实时和精确补偿,该文提出了一种用于有源电力滤波器任意指定次谐波的检测方法以及基于该检测方法的闭环控制方法。这种有源电力滤波器由选择性谐波检测环节、电压控制和电流控制环节组成。为了补偿数字控制器和逆变器带来的延时,在检测环节中加入了预测补偿角。电压闭环控制方法借助检测环节实现了对谐波电流发生电路中逆变器直流侧的电压控制。电流闭环控制方法使得实际补偿电流精确地跟踪检测出的谐波指令电流。仿真结果验证了该控制方法的正确性,在采用上述方法后,电源电流得到根本的改善。     

无源电力滤波器的最小容量优化设计

滤波器参数的设计对滤波效益有着重要的影响。在本研究中把单调谐滤波器和高通滤波器同时作为优化对象，直接以各滤波器的电容参数为寻优变量，在满足国际的谐波电流要求和无功补偿的约束下，调用MATLAB优化工具箱编程，求得了滤波器系统的最小投资或安装容量。同时讨论了谐波电流传递函数、参数m及无功波动对滤波器系统投资的影响。