有源滤波器是指具有受控源或有源元件的滤波器，例如运算放大器，晶体管或真空管。通过电子电路，滤波器允许对传递函数进行建模，该传递函数根据设计改变输入信号并给出输出信号。
电子滤波器的配置通常是选择性的，选择标准是输入信号的频率。由于上述原因，取决于电路的类型（串联或并联），滤波器将允许某些信号通过，而将阻止其余信号通过。
这样，将根据构成滤波器的电路的设计参数对输出信号进行精炼来表征输出信号。
特点
-有源滤波器是模拟滤波器，这意味着它们会根据频率分量修改模拟信号（输入）。
-由于有源元件（运算放大器，真空管，晶体管等）的存在，这种类型的滤波器相对于输入信号会增加一部分或整个输出信号。
这是由于使用运算放大器（OPAMS）进行了功率放大。这使得更容易获得谐振和高品质因数，而无需使用电感器。就其本身而言，品质因数（也称为Q因数）是共振的敏锐度和效率的量度。
-有源滤波器可以组合有源和无源组件。后者是电路的基本组成部分：电阻器，电容器和电感器。
-有源滤波器允许级联连接，配置为放大信号，并在必要时允许两个或更多电路之间的积分。
-在电路具有运算放大器的情况下，电路的输出电压受这些元件的饱和电压限制。
-根据电路的类型以及有源和无源元件的额定值，可以将有源滤波器设计为提供高输入阻抗和小输出阻抗。
-与其他类型的组件相比，有源滤波器的制造更为经济。
-要运行，有源滤波器需要电源，最好是对称电源。
一阶过滤器
一阶滤波器用于衰减高于或低于抑制度的信号，每当频率加倍时，衰减量为6分贝的倍数。这种类型的设置通常由以下传递函数表示：
分解表达式的分子和分母时，我们有：
-N（jω）是度≤1的多项式
-t是滤波器角频率的倒数
-W c是滤波器的角频率，由以下公式给出：
在该表达式中，f c是滤波器的截止频率。
截止频率是引起信号衰减的滤波器的极限频率。根据滤波器的配置（低通，高通，带通或消除频带），可以从截止频率精确呈现滤波器设计的效果。
在一阶滤波器的特定情况下，这些滤波器只能是低通或高通。
低通滤波器
这种类型的滤波器允许较低的频率通过，并衰减或抑制高于截止频率的频率。
低通滤波器的传递函数如下：
该传递函数的幅度和相位响应为：
有源低通滤波器可以通过使用输入和接地电阻器以及运算放大器，并联电容器和电阻器配置来实现设计功能。以下是有源低通反相器电路的示例：
该电路的传递函数的参数为：
高通滤波器
就其本身而言，与低通滤波器相比，高通滤波器的作用相反。换句话说，这种滤波器使低频衰减并使高频通过。
即使根据电路配置，如果有源高通滤波器具有为此目的专门安排的运算放大器，它们也可以放大信号。一阶有源高通滤波器的传递函数如下：
系统的幅度和相位响应为：
有源高通滤波器在电路的输入端使用串联的电阻器和电容器，以及在接地放电路径中的电阻器，作为反馈阻抗。这是一个有源高通逆变器电路的示例：
该电路的传递函数的参数为：
二阶过滤器
通常通过串联建立一阶滤波器连接来获得二阶滤波器，以获得允许选择调谐频率的更复杂的组件。
二阶滤波器的传递函数的一般表达式为：
分解表达式的分子和分母时，我们有：
-N（jω）是度≤2的多项式。
-W o是滤波器的角频率，由以下公式给出：
在此等式中，f o是滤波器的特征频率。在具有RLC电路（电阻，电感器和电容器串联）的情况下，滤波器的特征频率与滤波器的谐振频率匹配。
谐振频率又是系统达到其最大振荡程度的频率。
-ζ是阻尼系数。这个因素定义了系统衰减输入信号的能力。
反过来，从阻尼因子可以通过以下表达式获得滤波器质量因子：
根据电路阻抗的设计，二阶有源滤波器可以是：低通滤波器，高通滤波器和带通滤波器。
应用领域
有源滤波器用于电气网络中，以减少由于非线性负载的连接而引起的网络干扰。
通过组合有源和无源滤波器，以及在整个组件中改变输入阻抗和RC设置，可以渗透这些干扰。
在电力网络中，有源滤波器用于减少在有源滤波器和发电节点之间通过网络循环的电流谐波。
同样，有源滤波器有助于平衡流过中性点的回流电流以及与此电流和系统电压相关的谐波。
此外，有源滤波器在校正互连电气系统的功率因数方面发挥着出色的作用。
参考文献
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