滤波电路图
常见运放滤波电路
滤波电路这节非常深入地介绍了用运放组成的有源滤波器。
在很多情况中，为了阻挡由于虚地引起的直流电平，在运放的输入端串入了电容。
这个电容实际上是一个高通滤波器，在某种意义上说，像这样的单电源运放电路都有这样的电容。
设计者必须确定这个电容的容量必须要比电路中的其他电容器的容量大100倍以上。
这样才可以保证电路的幅频特性不会受到这个输入电容的影响。
如果这个滤波器同时还有放大作用，这个电容的容量最好是电路中其他电容容量的1000 倍以上。
如果输入的信号早就包含了VCC/2 的直流偏置，这个电容就可以省略。
这些电路的输出都包含了VCC/2 的直流偏置，如果电路是最后一级，那么就必须串入输出电容。
这里有一个有关滤波器设计的协定，这里的滤波器均采用单电源供电的运放组成。
滤波器的实现很简单，但是以下几点设计者必须注意：1. 滤波器的拐点(中心)频率2. 滤波器电路的增益3. 带通滤波器和带阻滤波器的的Q值4. 低通和高通滤波器的类型(Butterworth 、Chebyshev、Bessell)不幸的是要得到一个完全理想的滤波器是无法用一个运放组成的。
即使可能，由于各个元件之间的负杂互感而导致设计者要用非常复杂的计算才能完成滤波器的设计。
通常对波形的控制要求越复杂就意味者需要更多的运放，这将根据设计者可以接受的最大畸变来决定。
或者可以通过几次实验而最终确定下来。
如果设计者希望用最少的元件来实现滤波器，那么就别无选择，只能使用传统的滤波器，通过计算就可以得到了。
3．1 一阶滤波器一阶滤波器是最简单的电路，他们有20dB 每倍频的幅频特性3．1．1 低通滤波器典型的低通滤波器如图十三所示。
图十三3．1．2 高通滤波器典型的高通滤波器如图十四所示。
图十四3．1．3 文氏滤波器文氏滤波器对所有的频率都有相同的增益，但是它可以改变信号的相角，同时也用来做相角修正电路。
图十五中的电路对频率是F 的信号有90 度的相移，对直流的相移是0度，对高频的相移是180度。
π型滤波电路
四种∏型RC滤波电路数字电源模拟电源阻抗公式：Z=R+i(ωL-1/ωC) ω=2пfR---电阻ωL----感抗 1/ωC-----容抗1．典型∏型RC滤波电路图7-27所示是典型的∏型RC滤波电路。
电路中的C1、C2是两只滤波电容，R1是滤波电阻，C1、R1和C2构成一节∏型RC滤波电路。
由于这种滤波电路的形式如同字母∏且采用了电阻、电容，所以称为∏型RC滤波电路。
ADP3211AMNG(集成电路IC)从电路中可以看出，∏型RC滤波电路接在整流电路的输出端。
这一电路的滤波原理是：从整流电路输出的电压首先经过C1的滤波，将大部分的交流成分滤除，见图中的交流电流示意图。
经过C1滤波后的电压，再加到由R1和C2构成的滤波电路中，电容C2进一步对交流成分进行滤波，有少量的交流电流通过C2到达地线，见图中的电流所示。
这一滤波电路中共有两个直流电压输出端，分别输出U01、U02两个直流电压。
其中，U01只经过电容C1滤波；U02则经过了C1、R1和C2电路的滤波，所以滤波效果更好，直流输出电压U02中的交流成分更小。
上述两个直流输出电压的大小是不同的，U01电压最高，一般这一电压直接加到功率放大器电路，或加到需要直流工作电压最高、工作电流最大的电路中，这是因为这一路直流输出电压没有经过滤波电阻，能够输出最大的直流电压和直流电流；直流输出电压U02稍低，这是因为电阻R1对直流电压存在电压降，同时由于滤波电阻R1的存在，这一滤波电路输出的直流电流大小也受到了一定的限制。
2．多节∏型RC滤波电路关于实用的滤波电路中通常都是多节的，即有几节∏型RC滤波电路组成，各节∏型RC滤波电路之间可以是串联连接，也可以是并联连接。
多节∏型RC滤波电路也是由滤波电容和滤波电阻构成。
图7-29所示是多节∏型RC滤波电路。
电路中，C1、C2、C3是三只滤波电容，其中C1是第一节的滤波电容，C3是最后一节的滤波电容。
R1和R2是滤波电阻。
滤波电路主要有以下四种基本类型
七
①低通滤波器
i
R 1 R jC
1 1 1 jRC
1 0 1 j
1 RC
0
(c)
C
o
U i
R
(b)
U o
它们的截止存在的问题 （1）电路的增益小，最大为1 （2）带负载能力差
1 0.707
0
o
(d )
如在无源滤波电路输 出端接一负载电阻RL， 则其截止频率和增益 均随RL而变化。
简单二阶低通滤波 电路的幅频特性
由幅频特性可见ω>>ω0时衰减 的斜率为－40dB/十倍频。但在 ω0附近，其幅频特性与理想的 低通滤波特性相差较大。
0 -3dB
20 lg
Af ( ) / dB Af
-40dB/十倍 频
0.1 0.37 1
10
ω/ω0
改进
R
1
R
U
2
f
将电容C1的接 地端改接到集成 运放的输出端。
o
up
o
A A
up
高通
1
通
1
阻
2
通
o
带阻滤波器电路图
C
C
R
1
R
f
1 o 1 j 2 Q o 2 Rf 1 1 Af 1 Q R1 RC 22 Af
π型滤波电路
四种∏型RC滤波电路之阿布丰王创作数字电源模拟电源阻抗公式：Z=R+i(ωL1/ωC) ω=2пfR电阻ωL感抗1/ωC容抗1．典型∏型RC滤波电路图727所示是典型的∏型RC滤波电路。
电路中的C1、C2是两只滤波电容，R1是滤波电阻，C1、R1和C2构成一节∏型RC 滤波电路。
由于这种滤波电路的形式如同字母∏且采取了电阻、电容，所以称为∏型RC滤波电路。
ADP3211AMNG(集成电路IC)从电路中可以看出，∏型RC滤波电路接在整流电路的输出端。
这一电路的滤波原理是：从整流电路输出的电压首先经过C1的滤波，将大部分的交流成分滤除，见图中的交流电流示意图。
经过C1滤波后的电压，再加到由R1和C2构成的滤波电路中，电容C2进一步对交流成分进行滤波，有少量的交流电流通过C2到达地线，见图中的电流所示。
这一滤波电路中共有两个直流电压输出端，分别输出U01、U02两个直流电压。
其中，U01只经过电容C1滤波；U02则经过了C1、R1和C2电路的滤波，所以滤波效果更好，直流输出电压U02中的交流成分更小。
上述两个直流输出电压的大小是分歧的，U01电压最高，一般这一电压直接加到功率放大器电路，或加到需要直流工作电压最高、工作电流最大的电路中，这是因为这一路直流输出电压没有经过滤波电阻，能够输出最大的直流电压和直流电流；直流输出电压U02稍低，这是因为电阻R1对直流电压存在电压降，同时由于滤波电阻R1的存在，这一滤波电路输出的直流电流大小也受到了一定的限制。
2．多节∏型RC滤波电路关于实用的滤波电路中通常都是多节的，即有几节∏型RC滤波电路组成，各节∏型RC滤波电路之间可以是串联连接，也可以是并联连接。
多节∏型RC滤波电路也是由滤波电容和滤波电阻构成。
图729所示是多节∏型RC滤波电路。
电路中，C1、C2、C3是三只滤波电容，其中C1是第一节的滤波电容，C3是最后一节的滤波电容。
R1和R2是滤波电阻。
这一滤波电路的工作原理与上面的∏型RC滤波电路基底细同，这里再说明下列几点。
第四章_滤波电路
第四章 信号滤波目前在一般测控系统中, RC 有源滤波器,特别是由各种形式一阶与二阶有源滤波电路构成的滤波器应用最为广泛.它们的结构简单,调整方便,也易于集成化,实用电路多采用运算放大器作有源器件,几乎没有负载效应,利用这些简单的一阶与二阶电路级联,也很容易实现复杂的高阶传递函数,在信号处理领域得到广泛应用.由于一阶电路比较简单,也可由RC 无源网络实现,性能不够完善,应用不多,所以本节只介绍压控电压源型、无限增益多路反馈型与双二阶环型这三种常用的二阶有源滤波电路。
4.1压控电压源型滤波电路u i )图4.1 压控电压源滤波电路图4.1是压控电压源滤波电路基本结构，点划线框内由运算放大器与电阻R 和0R 构成的同相放大器称为压控电压源，压控电压源也可以由任何增益有限的电压放大器实现，如使用理想运算放大器，压控增益R R /1K 0f +=该电路传递函数为[]24315432121)1()()(H Y Y Y K Y Y Y Y Y Y Y Y K s f f +-+++++=式中51~Y Y ——所在位置元件的复导纳，对于电阻元件i i R Y /1=，对于电容元件)5~1(==i sC Y i i 。
51~Y Y 选用适当电阻Ｒ、电容Ｃ元件，该电路可构成低通、高通与带通三种二阶有源滤波电路．１.低通滤波电路在图4.1中，取1Y 与2Y 为电阻，3Y 与5Y 为电容，4Y =0开路，可构成低通滤波电路，如图4.2a 所示，滤波器的参数为RR 1K K 0f p +==21210C C R R 1=ω22f2110C R K -1R 1R 1C 1+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=αω 2．高通滤波电路在图4.1中，取3Y 与5Y 为电阻，1Y 与2Y 为电容，4Y =0开路，可构成高通滤波电路，如图4.2b 所示，该电路相当于图4.2a 低通电路中，电阻R 与电容C 位置互换，滤波参数为RR K K f 0p 1+==21210C C R R 1=ω11f 2120C R K -1C 1C 1R 1+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=αωu i )a ）1R )b ）)c ）2R a ）低通滤波电路 b ）高通滤波电路 c ）带通滤波电路图4.2 压控电压源型二阶滤波电路3．带通滤波电路R )图4.3 压控电压源型二阶带阻滤波电路用压控电压源构成的二阶带阻滤波电路也有多种形式，图4.3是一种基于RC 双T 网络的二阶带阻滤波电路，双T 网络必须具有平衡式结构，()()32121321R C C R R C R R ++=，或213R //R R =，213C //C C =。
0.1-10hz滤波电路图
*
-15V +15V 10Hz 2nd Order LPF G = 10 -15V
VOUT
这个 TI 参考设计末尾的一个重要声明解决了授权使用、知识产权问题和其他重要的免责声明和信息。 TINA-TI 是德州仪器 (TI) 的商标 WEBENCH 是德州仪器 (TI) 的注册商标 ZHCU078-June 2013
电路描述 这个电路被设计为将低频噪声（0.1Hz 至 10Hz）放大 至可由示波器轻松测量的电平幅度。 它采用一个 0.1Hz 二阶的高通滤波器和一个 10Hz 四阶的低通滤波 器来实现这个功能。 0.1Hz 至 10Hz 噪声测量是放大 器数据手册中常见的关键参数。 这个设计用于简化 0.1Hz 至 10Hz 噪声测量，常用于不同封装类型的运算 放大器。
Noise RTI 100nVpp 0.1 to 10Hz +15V DUT Input Noise
100μVpp 0.1 to 10Hz +15V
10mVpp 0.1 to 10Hz Scope
*
DUT G=1000
0.1Hz to10Hz BPF G = 100 -15V
图 2： 简化的方框图
VOUT
-15V
ZHCU078-June 2013
版权© 2Hz to 10Hz Noise Filter
3
2.1 详细的原理图
Figure 3 中显示这个设计电路更完整的原理图。 第一级是在测试器件 (DUT)。 在这个器件上配有插槽以 实现不同封装器件的轻松测试。 跟随 DUT 的三个级联电路组成一个 0.1Hz（二阶）至 10Hz（四阶）带通 滤波器。 目的是将 OPA827 上的低频电压噪声放大至可由示波器容易读出的电平幅度。 0.1Hz 至 10Hz 的带宽选择是一个业界标准。
滤波电路图
滤波电路图滤波电路图大集合在滤波电容的容量较大的情况下，电路刚接通的瞬间，整流二极管将承受很大的浪涌电流，很可能因过流而烧毁，因此，在选用二极管时，应注意挑选电流大一点的，最好采用比锗管更经得起电流冲击的硅管。
还可以采取一些保护整流二极管的措施，使通过整流二极管的最大电流不超过规定的浪涌电流。
图(c)、(d)就是两种常见的保护电路。
更多滤波电路图滤波电路图1滤波电路图2滤波电路图3滤波电路图4由于一阶低通滤波器的幅频特性下降速率只有-20 dB／10 f，与理想情况相差太大，其滤波效果不佳。
为了加快下降速率，使其更接近理想状态，提高滤波效果，我们经常使用二阶RC有源滤波器。
采取的改进措施是在一阶的基础上再增加一节RC网络。
电路结构如图1所示，此电路上半部分是一个同相比例放大电路，由两个电阻R1，Rf和一个理想运算放大器构成。
R1与Rf均为16 kΩ。
下半部分是一个二阶RC滤波电路，由两个电阻R2，R3及两个电容C1，C2构成。
其中R2，R3均为4 kΩ，C1，C2均为0.1μF。
电路由一个幅度为1 mV，频率可调的交流电压源提供输入信号，用一个阻值为1 kΩ的电阻作为负载。
3.1 频率特性二阶低通滤波器电路的频率特性为：3.2 通带电压放大倍数AUP低频下，两个电容相当于开路，此电路为同相比例器。
3.3 特征频率f0与通频带截止频率fP滤波器是一种使用信号通过而同时抑制无用频率信号的电子装置，在信息处理、数据传送和抑制干扰等自动控制、通信及其它电子系统中应用广泛。
滤波一般可分为有源滤波和无源滤波，有源滤波可以使幅频特性比较陡峭，而无源滤波设计简单易行，但幅频特性不如有源滤波器，而且体积较大。
从滤波器阶数可分为一阶和高阶，阶数越高，幅频特性越陡峭。
高阶滤波器通常可由一阶和二阶滤波器级联而成。
采用集成运放构成的RC有源滤波器具有输入阻抗高，输出阻抗低，可提供一定增益，截止频率可调等特点。
压控电压源型二阶低通滤波电路是有源滤波电路的重要一种，适合作为多级放大器的级联。
π型滤波电路
四种∏型RC滤波电路数字电源模拟电源阻抗公式：Z=R+iωL-1/ωC ω=2пfR---电阻ωL----感抗 1/ωC-----容抗1．典型∏型RC滤波电路图7-27所示是典型的∏型RC滤波电路;电路中的C1、C2是两只滤波电容,R1是滤波电阻,C1、R1和C2构成一节∏型RC滤波电路;由于这种滤波电路的形式如同字母∏且采用了电阻、电容,所以称为∏型RC滤波电路;ADP3211AMNG集成电路IC从电路中可以看出,∏型RC滤波电路接在整流电路的输出端;这一电路的滤波原理是：从整流电路输出的电压首先经过C1的滤波,将大部分的交流成分滤除,见图中的交流电流示意图;经过C1滤波后的电压,再加到由R1和C2构成的滤波电路中,电容C2进一步对交流成分进行滤波,有少量的交流电流通过C2到达地线,见图中的电流所示;这一滤波电路中共有两个直流电压输出端,分别输出U01、U02两个直流电压;其中,U01只经过电容C1滤波；U02则经过了C1、R1和C2电路的滤波,所以滤波效果更好,直流输出电压U02中的交流成分更小;上述两个直流输出电压的大小是不同的,U01电压最高,一般这一电压直接加到功率放大器电路,或加到需要直流工作电压最高、工作电流最大的电路中,这是因为这一路直流输出电压没有经过滤波电阻,能够输出最大的直流电压和直流电流；直流输出电压U02稍低,这是因为电阻R1对直流电压存在电压降,同时由于滤波电阻R1的存在,这一滤波电路输出的直流电流大小也受到了一定的限制;2．多节∏型RC滤波电路关于实用的滤波电路中通常都是多节的,即有几节∏型RC滤波电路组成,各节∏型RC 滤波电路之间可以是串联连接,也可以是并联连接;多节∏型RC滤波电路也是由滤波电容和滤波电阻构成;图7-29所示是多节∏型RC滤波电路;电路中,C1、C2、C3是三只滤波电容,其中C1是第一节的滤波电容,C3是最后一节的滤波电容;R1和R2是滤波电阻;这一滤波电路的工作原理与上面的∏型RC滤波电路基本相同,这里再说明下列几点;3．多节∏型RC滤波串、并联电路LC滤波电路LC滤波器也称为无源滤波器,是传统的谐波补偿装置;LC滤波器之所以称为无源滤波器,顾名思义,就是该装置不需要额外提供电源;LC滤波器一般是由滤波电容器、电抗器和电阻器适当组合而成,与谐波源并联,除起滤波作用,还兼顾无功补偿的需要;无源滤波器,又称LC滤波器,是利用电感、电容和电阻的组合设计构成的滤波电路,可滤除某一次或多次谐波,最普通易于采用的无源滤波器结构是将电感与电容串联,可对主要次谐波3、5、7构成低阻抗旁路；单调谐滤波器、双调谐滤波器、高通滤波器都属于无源滤波器;LC滤波器的适用场合无源LC电路不易集成,通常电源中整流后的滤波电路均采用无源电路,且在大电流负载时应采用LC电路;有源滤波器适用场合有源滤波器电路不适于高压大电流的负载,只适用于信号处理,滤波是信号处理中的一个重要概念;滤波分经典滤波和现代滤波; 经典滤波的概念,是根据富立叶分析和变换提出的一个工程概念;根据高等数学理论,任何一个满足一定条件的信号,都可以被看成是由无限个正弦波叠加而成;换句话说,就是工程信号是不同频率的正弦波线性叠加而成的,组成信号的不同频率的正弦波叫做信号的频率成分或叫做谐波成分;只允许一定频率范围内的信号成分正常通过,而阻止另一部分频率成分通过的电路,叫做经典滤波器或滤波电路电容滤波电路、电感滤波电路作用原理整流电路的输出电压不是纯粹的直流,从示波器观察整流电路的输出,与直流相差很大,波形中含有较大的脉动成分,称为纹波;为获得比较理想的直流电压,需要利用具有储能作用的电抗性元件如电容C、电感L组成的滤波电路来滤除整流电路输出电压中的脉动成分以获得直流电压;常用的滤波电路有无源滤波和有源滤波两大类;无源滤波的主要形式有电容滤波、电感滤波和复式滤波包括倒L型、LC滤波、LC π型滤波和RC π型滤波等;有源滤波的主要形式是有源RC滤波,也被称作电子滤波器;直流电中的脉动成分的大小用脉动系数S来表示,此值越大,则滤波器的滤波效果越差;脉动系数S=输出电压交流分量的基波最大值／输出电压的直流分量半波整流输出电压的脉动系数为S=1.57全波整流和桥式整流的输出电压的脉动系数S≈O.67对于全波和桥式整流电路采用C型滤波电路后,其脉动系数S=1／4RLC／T-1;T为整流输出的直流脉动电压的周期;电阻滤波电路RC-π型滤波电路,实质上是在电容滤波的基础上再加一级RC滤波电路组成的;如图1BRC滤波电路;若用S表示C1两端电压的脉动系数,则输出电压两端的脉动系数S=1/ωC2RS;由分析可知,电阻R的作用是将残余的纹波电压降落在电阻两端,最后由C2再旁路掉;在ω值一定的情况下,R愈大,C2愈大,则脉动系数愈小,也就是滤波效果就越好;而R值增大时,电阻上的直流压降会增大,这样就增大了直流电源的内部损耗；若增大C2的电容量,又会增大电容器的体积和重量,实现起来也不现实;这种电路一般用于负载电流比较小的场合.电感滤波电路根据电抗性元件对交、直流阻抗的不同,由电容C及电感L所组成的滤波电路的基本形式如图1所示;因为电容器C对直流开路,对交流阻抗小,所以C并联在负载两端;电感器L对直流阻抗小,对交流阻抗大,因此L应与负载串联;图1 无源滤波电路的基本形式并联的电容器C在输入电压升高时,给电容器充电,可把部分能量存储在电容器中;而当输入电压降低时,电容两端电压以指数规律放电,就可以把存储的能量释放出来;经过滤波电路向负载放电,负载上得到的输出电压就比较平滑,起到了平波作用;若采用电感滤波,当输入电压增高时,与负载串联的电感L中的电流增加,因此电感L将存储部分磁场能量,当电流减小时,又将能量释放出来,使负载电流变得平滑,因此,电感L也有平波作用;利用储能元件电感器L的电流不能突变的特点,在整流电路的负载回路中串联一个电感,使输出电流波形较为平滑;因为电感对直流的阻抗小,交流的阻抗大,因此能够得到较好的滤波效果而直流损失小;电感滤波缺点是体积大,成本高.桥式整流电感滤波电路如图2所示;电感滤波的波形图如图3所示;根据电感的特点,当输出电流发生变化时,L中将感应出一个反电势,使整流管的导电角增大,其方向将阻止电流发生变化;在桥式整流电路中,当u2正半周时,D1、D3导电,电感中的电流将滞后u2不到90°;当u2超过90°后开始下降,电感上的反电势有助于D1、D3继续导电;当u2处于负半周时,D2、D4导电,变压器副边电压全部加到D1、D3两端,致使D1、D3反偏而截止,此时,电感中的电流将经由D2、D4提供;由于桥式电路的对称性和电感中电流的连续性,四个二极管D1、D3；D2、D4的导电角θ都是180°,这一点与电容滤波电路不同;已知桥式整流电路二极管的导通角是180°,整流输出电压是半个半个正弦波,其平均值约为;电感滤波电路,二极管的导通角也是180°,当忽略电感器L 的电阻时,负载上输出的电压平均值也是;如果考虑滤波电感的直流电阻R,则电感滤波电路输出的电压平均值为U 0AV = 29.01U LR R R 要注意电感滤波电路的电流必须要足够大,即RL 不能太大,应满足ω L>>RL,此时I OAV 用下式计算I 0AV =LR U 29.0 由于电感的直流电阻小,交流阻抗很大,因此直流分量经过电感后的损失很小,但是对于交流分量,在ωL 和上分压后,很大一部分交流分量降落在电感上,因而降低了输出电压中的脉动成分;电感L 愈大,RL 愈小,则滤波效果愈好,所以电感滤波适用于负载电流比较大且变化比较大的场合;采用电感滤波以后,延长了整流管的导电角,从而避免了过大的冲击电流; 电容滤波原理详解1． 空载时的情况当电路采用电容滤波,输出端空载,如图4a 所示,设初始时电容电压U C 为零;接入电源后,当u 2在正半周时,通过D1、D3向电容器C 充电；在u 2的负半周时,通过D2、D4向电容器C 充电,充电时间常数为T C =R int C式中包括变压器副边绕组的直流电阻和二极管的正向导通电阻;由于一般很小,电容器很快就充到交流电压u2的最大值,如波形图2b 的时刻;此后,u2开始下降,由于电路输出端没接负载,电容器没有放电回路,所以电容电压值uC 不变,此时,uC ＞u2,二极管两端承受反向电压,处于截止状态,电路的输出电压u 0 =u c =2u 2 ,电路输出维持一个恒定值;实际上电路总要带一定的负载,有负载的情况如下;2． 带载时的情况图5给出了电容滤波电路在带电阻负载后的工作情况;接通交流电源后,二极管导通,整流电源同时向电容充电和向负载提供电流,输出电压的波形是正弦形;在 时刻,即达到u 2 90°峰值时,u 2开始以正弦规律下降,此时二极管是否关断,取决于二极管承受的是正向电压还是反向电压;先设达90°后,二极管关断,那么只有滤波电容以指数规律向负载放电,从而维持一定的负载电流;但是90°后指数规律下降的速率快,而正弦波下降的速率小,所以超过90°以后有一段时间二极管仍然承受正向电压,二极管导通;随着u 2的下降,正弦波的下降速率越来越快,u C 的下降速率越来越慢;所以在超过90°后的某一点,例如图5b 中的t2时刻,二极管开始承受反向电压,二极管关断;此后只有电容器C向负载以指数规律放电的形式提供电流,直至下一个半周的正弦波来到,u2再次超过u C,如图5b中的t3时刻,二极管重又导电;以上过程电容器的放电时间常数为T d=R L C电容滤波一般负载电流较小,可以满足td较大的条件,所以输出电压波形的放电段比较平缓,纹波较小,输出脉动系数S小,输出平均电压UOAV大,具有较好的滤波特性;以上滤波电路都有一个共性,那就是需要很大的电容容量才能满足要求,这样一来大容量电容在加电瞬间很有很大的短路电流,这个电流对整流二极管,变压器冲击很大,所以现在一般的做法是在整流前加一的功率型NTC热敏电阻来维持平衡,因NTC热敏电阻在常温下电阻很大,加电后随着温度升高,电阻阻值迅速减小,这个电路叫软起动电路;这种电路缺点是：断电后,在热时间常数内, NTC热敏电阻没有恢复到零功率电阻值,所以不宜频繁的开启;为什么整流后加上滤波电容在不带负载时电压为何升高这是因为加上滤波测得的电压是含有脉动成分的峰值电压,加上负载后就是平均值,计算：峰值电压=1.414×理论输出电压有源滤波-电子电路滤波电阻滤波本身有很多矛盾,电感滤波成本又高,故一般线路常采用有源滤波电路, 电路如图6;它是由C1、R、C2组成的π型RC滤波电路与有源器件晶体管T组成的射极输出器连接而成的电路;由图6可知,流过R的电流I R=I E／1+β=IR L／1+β;流过电阻R的电流仅为负载电流的1/1+β．所以可以采用较大的R,与C2配合以获得较好的滤波效果,以使C2两端的电压的脉动成分减小,输出电压和C2两端的电压基本相等,因此输出电压的脉动成分也得到了削减;从R L负载电阻两端看,基极回路的滤波元件R、C2折合到射极回路,相当于R减小了1+β倍,而C2增大了1+β倍;这样所需的电容C2只是一般RC π型滤波器所需电容的1／β,比如晶体管的直流放大系数β=50,如果用一般RC π型滤波器所需电容容量为1000μF,如采用电子滤波器,那么电容只需要20μF就满足要求了;采用此电路可以选择较大的电阻和较小的电容而达到同样的滤波效果,因此被广泛地用于一些小型电子设备的电源之中;。
整流滤波电路
（5）外特性
整流滤波电路中，输出直流电压VL随负 载电流 IO的变化关系曲线如图10.09所示。
RL = , VO = 2V2
C 0 , VO = 0.9 V 2
d = RLC
(3～ 5) T 2
V O 1.2 V 2
图10.09 整流滤波电路的外特性
(1)滤波的基本概念
滤波电路利用电抗性元件对交、直流阻抗 的不同，实现滤波。电容器C对直流开路，对 交流阻抗小，所以C应该并联在负载两端。电 感器L对直流阻抗小，对交流阻抗大，因此L 应与负载串联。经过滤波电路后，既可保留 直流分量、又可滤掉一部分交流分量，改变 了交直流成分的比例，减小了电路的脉动系 数，改善了直流电压的质量。
（5）纹波抑制比Srip
Srip
=
20lgVip-p Vop-p
（6）输出电压的温度系数ST
ST=V 1O V TO
10%0
IO=0,VI=0
如果考虑温度对输出电压的影响, 则输出电压 是输入电压、负载电流和温度的函数
VO=f(VI,IO,T)
10.2.2 硅稳压二极管稳压电 路
10.2.2.1 硅稳压二极管稳压电路的原 理
注意，整流电路中的二极管是作为开关运用的。 整流电路既有交流量，又有直流量，通常对: 输入（交流）—用有效值或最大值；
输出（交直流）—用平均值；
整流管正向电流—用平均值；
整流管反向电压—用最大值。
10.2 滤波电路
10.2.1 电容滤波电路 10.2.2 电感滤波电路
10.1.2.1 电容滤波电路
但R 的数值越大，就需要较大的输入电压VI值，损 耗就要加大。
EMC中的滤波电路
广
州
致
远
电
子
图11 开关电源与线性的组合方案
EMC中的滤波电路—滤波电路与应用
c) 开关电源的噪声抑制
广
州
致
远
电
子
图12 反激式开关电源原理图
EMC中的滤波电路—滤波电路与应用
d) 电源滤波器的双向性 抑制来自外部的干扰和衰减系统内部产生的噪声。
广
州
致
远
电
子
图13 电源滤波器的双向性示意图
EMC中的滤波电路—滤波电路与应用
广
州
致
远
电
子
图8 实际滤波器的幅频曲线
EMC中的滤波电路—滤波器的分类
按电路结构分类：电容输入式（电容器C接在最前面）、电感输入式（电感器L接在最 前面）。
广
州
致
远
电
子
图9 滤波器的电路结构示意图
EMC中的滤波电路—滤波器的分类
表1 滤波结器结构对应的源、终端阻抗
源阻抗（Zs） 高 高 低 低
EMC中的滤波电路—滤波电路与应用
单片机系统中，当采用统一复位时，当单片机进入0000H地址后，先执行1~10ms的 软件延时，然后再对这些I/O芯片进行初始化。
广
州
致
远
电
子
图28 统一复位示意图
EMC中的滤波电路—滤波电路与应用
b) 时钟信号 时钟是系统的基准。 晶体振荡器分为有源晶振和无源晶振。推荐使用无源晶振（在满足精度前提下）。
【汽车仪表BCI试验复位】
某汽车仪表，在进行BCI测试时，出现异常，表现为试验时仪表出现复位现象。
表3 BCI试验条件
试验标准 试验频率 试验等级 试验方法
π型滤波电路
四种∏型RC滤波电路数字电源模拟电源阻抗公式：Z=R+i(ωL-1/ωC) ω=2пfR---电阻ωL----感抗 1/ωC-----容抗1．典型∏型RC滤波电路图7-27所示是典型的∏型RC滤波电路。
电路中的C1、C2是两只滤波电容，R1是滤波电阻，C1、R1和C2构成一节∏型RC滤波电路。
由于这种滤波电路的形式如同字母∏且采用了电阻、电容，所以称为∏型RC滤波电路。
ADP3211AMNG(集成电路IC)从电路中可以看出，∏型RC滤波电路接在整流电路的输出端。
这一电路的滤波原理是：从整流电路输出的电压首先经过C1的滤波，将大部分的交流成分滤除，见图中的交流电流示意图。
经过C1滤波后的电压，再加到由R1和C2构成的滤波电路中，电容C2进一步对交流成分进行滤波，有少量的交流电流通过C2到达地线，见图中的电流所示。
这一滤波电路中共有两个直流电压输出端，分别输出U01、U02两个直流电压。
其中，U01只经过电容C1滤波；U02则经过了C1、R1和C2电路的滤波，所以滤波效果更好，直流输出电压U02中的交流成分更小。
上述两个直流输出电压的大小是不同的，U01电压最高，一般这一电压直接加到功率放大器电路，或加到需要直流工作电压最高、工作电流最大的电路中，这是因为这一路直流输出电压没有经过滤波电阻，能够输出最大的直流电压和直流电流；直流输出电压U02稍低，这是因为电阻R1对直流电压存在电压降，同时由于滤波电阻R1的存在，这一滤波电路输出的直流电流大小也受到了一定的限制。
2．多节∏型RC滤波电路关于实用的滤波电路中通常都是多节的，即有几节∏型RC滤波电路组成，各节∏型RC滤波电路之间可以是串联连接，也可以是并联连接。
多节∏型RC滤波电路也是由滤波电容和滤波电阻构成。
图7-29所示是多节∏型RC滤波电路。
电路中，C1、C2、C3是三只滤波电容，其中C1是第一节的滤波电容，C3是最后一节的滤波电容。
R1和R2是滤波电阻。
π型滤波电路
四种∏型RC滤波电路数字电源模拟电源阻抗公式：Z=R+i(ωL-1/ωC) ω=2пfR---电阻ωL----感抗 1/ωC-----容抗1．典型∏型RC滤波电路图7-27所示是典型的∏型RC滤波电路。
电路中的C1、C2是两只滤波电容，R1是滤波电阻，C1、R1和C2构成一节∏型RC滤波电路。
由于这种滤波电路的形式如同字母∏且采用了电阻、电容，所以称为∏型RC滤波电路。
ADP3211AMNG(集成电路IC)从电路中可以看出，∏型RC滤波电路接在整流电路的输出端。
这一电路的滤波原理是：从整流电路输出的电压首先经过C1的滤波，将大部分的交流成分滤除，见图中的交流电流示意图。
经过C1滤波后的电压，再加到由R1和C2构成的滤波电路中，电容C2进一步对交流成分进行滤波，有少量的交流电流通过C2到达地线，见图中的电流所示。
这一滤波电路中共有两个直流电压输出端，分别输出U01、U02两个直流电压。
其中，U01只经过电容C1滤波；U02则经过了C1、R1和C2电路的滤波，所以滤波效果更好，直流输出电压U02中的交流成分更小。
上述两个直流输出电压的大小是不同的，U01电压最高，一般这一电压直接加到功率放大器电路，或加到需要直流工作电压最高、工作电流最大的电路中，这是因为这一路直流输出电压没有经过滤波电阻，能够输出最大的直流电压和直流电流；直流输出电压U02稍低，这是因为电阻R1对直流电压存在电压降，同时由于滤波电阻R1的存在，这一滤波电路输出的直流电流大小也受到了一定的限制。
2．多节∏型RC滤波电路关于实用的滤波电路中通常都是多节的，即有几节∏型RC滤波电路组成，各节∏型RC滤波电路之间可以是串联连接，也可以是并联连接。
多节∏型RC滤波电路也是由滤波电容和滤波电阻构成。
图7-29所示是多节∏型RC滤波电路。
电路中，C1、C2、C3是三只滤波电容，其中C1是第一节的滤波电容，C3是最后一节的滤波电容。
R1和R2是滤波电阻。
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滤波电路图滤波电路图大集合
在滤波电容的容量较大的情况下，电路刚接通的瞬间，整流二极管将承受很大的浪涌电流，很可能因过流而烧毁，因此，在选用二极管时，应注意挑选电流大一点的，最好采用比锗管更经得起电流冲击的硅管。
还可以采取一些保护整流二极管的措施，使通过整流二极管的最大电流不超过规定的浪涌电流。
图(c)、(d)就是两种常见的保护电路。
更多滤波电路图
滤波电路图1
滤波电路图
2
滤波电路图3
滤波电路图4
由于一阶低通滤波器
的幅频特性下降速率只有-20 dB／10 f，与理想情况相差太大，其滤波效果不佳。
为了加快下降速率，使其更接近理想状态，提高滤波效果，我们经常使用二阶RC有源滤波器。
采取的改进措施是在一阶的基础上再增加一节RC网络。
电路结构如图1所示，此电路上半部分是一个同相比例放大电路，由两个电阻
R1，Rf和一个理想运算放大器
构成。
R1与Rf均为16 kΩ。
下半部分是一个二阶RC滤波电路，由两个电阻R2，R3及两个电容C1，C2构成。
其中R2，R3均为4 kΩ，C1，C2均为0.1μF。
电路由一个幅度为1 mV，频率可调的交流电压源提供输入信号，用一个阻值为1 kΩ的电阻作为负载。
3.1 频率特性
二阶低通滤波器电路的频率特性为：
3.2 通带电压放大倍数AUP
低频下，两个电容相当于开路，此电路为同相比例器。
3.3 特征频率f0与通频带截止频率fP
滤波器是一种使用信号通过而同时抑制无用频率信号的电子装置，在信息处理、数据传送和抑制干扰等自动控制、通信及其它电子系统中应用广泛。
滤波一般可分为有源滤波和无源滤波，有源滤波可以使幅频特性比较陡峭，而无源滤波设计简单易行，但幅频特性不如有源滤波器，而且体积较大。
从滤波器阶数可分为一阶和高阶，阶数越高，幅频特性越陡峭。
高阶滤波器通常可由一阶和二阶滤波器级联而成。
采用集成运放构成的RC有源滤波器具有输入阻抗高，输出阻抗低，可提供一定增益，截止频率可调等特点。
压控电压源型二阶低通滤波电路是有源滤波电路的重要一种，适合作为多级放大器的级联。
本文根据实际要求设计一种压控电压源型二阶有源低通滤波电路，采用EDA仿真软件Multisim1O对压控电压源型二阶有源低通滤波电路进行仿真分析、调试，从而实现电路的优化设计。
1 设计分析
1．1 二阶有源滤波器的典型结构
二阶有源滤波器的典型结构如图1所示。
其中，Y1～Y5为导纳，考虑到UP=UN，根据KCL 可求得
式(1)是二阶压控电压源滤波器传递函数的一般表达式，式中，Auf=1+Rf／R6。
只要适当选择Yi，1≤i≤5，就可以构成低通、高通、带通等有源滤波器。
1．2 二阶有源低通滤波器特性分析
设Y1=1／R1，Y2=sC1，Y3=O，Y4=1／R2，Y5=sC2，将其代入式(1)中，得到压控电压源型二阶有源低通滤波器的传递函数为
式(2)为二阶低通滤波器传递函数的典型表达式。
其中，ωn为特征角频率，Q称为等效品质因数。
2 二阶有源低通滤波器的设计
2．1 设计要求
设计一个压控电压源型二阶有源低通滤波电路，要求通带截止频率fo=100 kHz，等效品质因数Q=1，试确定电路中有关元件的参数值。
2．2 选择运放
设计要求的截止频率较高，因此要求运放的频带较宽，选用通频带较宽的运放，本例选用运放3554AM，带宽为19 MHz，适合用于波形发生电路、脉冲放大电路等。
输出电流，达到100 mA，精度高，满足设计要求。