滤波器电路知识-经典版

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滤波器基本知识

有源滤波器Active Filter(信号分离电路) 测量系统从传感器拾取的信号往往包含噪声和许多与被测量无关的信号，并且原始的测量信号经传输、放大、变换、运算及各种其它处理过程，也会混入各种不同形式的噪声，从面影响测量精度。

这些噪声一般随机性很强，很难从时域中直接分离，但限于其产生的机理，其噪声功率是有限的，并按一定规律分布于频率域中某一特定频带中。

滤波器（信号分离电路）：从频域中实现对噪声的抑制，提取所需要的信号，是各种测控系统中必不可少的组成部分。

对滤波器的要求：(1)滤波特性好；(2)级联特性好(输入，输出)；(3)滤波频率便于改变滤波器举例：心电信号的滤波：主要受到50Hz的工频干扰，采用50Hz陷波(带阻)滤波器。

一.滤波器的基本知识⒈按处理信号的形式分类：模拟:连续的模拟信号(又分为：无源和有源)数字：离散的数字信号。

⒉理想滤波器对不同频率的作用：通带内，使信号受到很小的衰减而通过。

阻带内，使信号受到很大的衰减而抑制，无过渡带。

⒊按频谱结构分为5种类型：滤波器对信号不予衰减或以很小衰减让其通过的频段称为通带；对信号的衰减超过某一规定值的频段称为阻带；位于通带和阻带之间的频段称为过渡带。

根据通带和阻带所处范围的不同，滤波器功能可分为以下几种：低通(Low Pass Filter)高通(High Pass Filter)带通(Band Pass Filter)带阻(Band Elimination Filter)全通(All Pass Filter)（理想）各种频率信号都能通过，但不同的频率信号的相位有不同的变化，一种移相器。

图2-2 按频谱结构分类的各种滤波器的衰减（1-幅频）特性几个定义：(1)通带的边界频率：一般来讲指下降—3dB即对应的频率。

(2)阻带的边界频率：由设计时，指定。

(3)中心频率：对于带通或带阻而言，用f0或ω0表示。

(4)通带宽度：用Δf0或Δω0表示。

(5)品质因数：衡量带通或带阻滤波器的选频特性。

滤波电路原理分析

滤波电路原理分析
滤波电路是一种电子电路，用于去除信号中的噪声或频率分量，只保留所需的信号成分。

其原理基于信号的频域特性，通过选择合适的滤波器类型和参数来实现。

滤波电路通常由被滤波的信号输入端、滤波器和输出端组成。

滤波器是该电路的核心部件，根据信号的频率特性选择适当的滤波器类型。

常见的滤波器类型包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。

低通滤波器用于去除高频信号，只保留低频部分。

其工作原理是将高频信号的能量耗散或削弱，使得只有低频信号可以通过。

高通滤波器则相反，只保留高频信号。

带通滤波器用于选择一个特定频率范围内的信号，滤除其他频率的信号。

其原理是在一定频率范围内提供通路，而在其他频率上提供阻断。

带阻滤波器则用于滤除某个特定频率范围内的信号，只传递其他频率的信号。

其原理是在一定频率范围内提供阻断，而在其他频率上提供通路。

滤波电路根据滤波器的类型和参数，可以实现不同程度的滤波效果。

常见的滤波电路包括RC滤波器、RL滤波器、LC滤波
器和活动滤波器等。

它们通过选择合适的电容、电感或运算放大器等元件参数，实现对信号的滤波功能。

此外，滤波电路还需要考虑一些其他因素，如滤波器的频率响应、相移以及失真等。

这些因素会影响滤波电路对信号的处理效果，需要通过合理设计和选择元器件来解决。

总之，滤波电路的原理是根据信号的频域特性选择合适的滤波器类型和参数，实现对信号的滤波功能。

它在电子电路中起到去噪和频率选择的作用，广泛应用于各种电子设备和通信系统中。

各种滤波器及其典型电路

第一章滤波器1.1 滤波器的基本知识1、滤波器的基本特性定义：滤波器是一种通过一定频率的信号而阻止或衰减其他频率信号的部件。

功能：滤波器是具有频率选择作用的电路或运算处理系统，具有滤除噪声和分离各种不同信号的功能。

类型：按处理信号形式分：模拟滤波器和数字滤波器。

按功能分：低通、高通、带通、带阻、带通。

按电路组成分：LC无源、RC无源、由特殊元件构成的无源滤波器、RC有源滤波器按传递函数的微分方程阶数分：一阶、二阶、…高阶。

如图1.1中的a、b、c、d图分别为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器传输函数的幅频特性曲线。

图1.1 几种滤波器传输特性曲线.2、模拟滤波器的传递函数与频率特性（一）模拟滤波器的传递函数模拟滤波电路的特性可由传递函数来描述。

传递函数是输出与输入信号电压或电流拉氏变换之比。

经分析，任意个互相隔离的线性网络级联后，总的传递函数等于各网络传递函数的乘积。

这样，任何复杂的滤波网络，可由若干简单的一阶与二阶滤波电路级联构成。

（二）模拟滤波器的频率特性模拟滤波器的传递函数H(s)表达了滤波器的输入与输出间的传递关系。

若滤波器的输入信号Ui是角频率为w的单位信号，滤波器的输出Uo(jw)=H(jw)表达了在单位信号输入情况下的输出信号随频率变化的关系，称为滤波器的频率特性函数，简称频率特性。

频率特性H(jw)是一个复函数，其幅值A(w)称为幅频特性，其幅角∮(w)表示输出信号的相位相对于输入信号相位的变化，称为相频特性（三）滤波器的主要特性指标1、特征频率：（1）通带截止频f p=wp/(2π)为通带与过渡带边界点的频率，在该点信号增益下降到一个人为规定的下限。

（2）阻带截止频f r=wr/(2π)为阻带与过渡带边界点的频率，在该点信号衰耗(增益的倒数)下降到一人为规定的下限。

（3）转折频率f c=wc/(2π)为信号功率衰减到1/2(约3dB)时的频率，在很多情况下，常以fc作为通带或阻带截频。

滤波器电路基础

术物
电容器CH 上的电压uH 等于输入电压ua ,即uH ＝ua ；而在开理
关K1 打开、K2 闭合时,电容CH 上的电压反向加在运算放大器基
输入端。这样，因运算放大器虚短路，在每个开关周期内，础
端口上电压恰好反向。
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1
§1.3.2 滤波器 filter
1
§1.3.2 滤波器 filter
三、开关电容滤波器
开关电容滤波器是由 MOS开关、电容器和运算放大器构
成的一种离散时间模拟滤波器。
第
1、基本原理
一章
最简单的开关电容滤波器见图1.3.2-13 。开关K置于左边
时,信号电压源u1向电容器C1充电；K倒向右边时，电容器C1 向电压源u2放电。当开关以高于信号的频率fc工作时,使C1
§1.3.2 滤波器 filter
第一章
光
电
信
息
技
术
物
图1.3.2-2 不同的滤波器所适用的频率范围
理基
础
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1
§1.3.2 滤波器 filter
滤波器工作在内阻抗为ZS的电压源与负载ZL 之间(见图 1.3.2-3)，
第一章
光
电
信
息
技
图1.3.2-3 滤波器原理图
术
递函数为
H(s)
R
3 R R3
4
R1R
1 2 C1C 2
s2
R
1 1C1
1 R 2C1
R4 R 2R3C2
s
1 R1R 2C1C2
物理基础

滤波器知识--侯飞飞版权

滤波器：（filter）是一种用来消除干扰杂讯的通讯器件，将输入或输出经过过滤而得到纯净的交流电。

概述：对特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除的电路，就是滤波器。

其功能就是得到一个特定频率或消除一个特定频率，利用这个特性可以将通过滤波器的一个方波群或复合噪波，而得到一个特定频率的正弦波原理图：滤波器的原理图滤波器：分类：按所通过信号的频段分为低通、高通、带通和带阻滤波器四种。

---A图示（图A）低通滤波器：它允许信号中的低频或直流分量通过，抑制高频分量或干扰和噪声。

高通滤波器：它允许信号中的高频分量通过，抑制低频或直流分量。

带通滤波器：它允许一定频段的信号通过，抑制低于或高于该频段的信号、干扰和噪声。

带阻滤波器：它抑制一定频段内的信号，允许该频段以外的信号通过。

滤波器性能的技术指标主要有：中心频率f0，即工作频带的中心带宽BW通带衰减，即通带内的最大衰减阻带衰减对于实际滤波器而言，考虑到实际的组成元件的品质因数的取值是一有限值（因为受限于材料与工艺的水平），所以所有工程上的实用滤波器都是有损滤波器，因此对于这些滤波器还应考虑通带内的最小插入衰减。

现代滤波器设计，多是采用滤波器变换的方法加以实现。

主要是通过对低通原型滤波器进行频率变换与阻抗变换，来得到新的目标滤波器。

理解带通滤波器的波形与调试方法：整个滤波器的仿真响应，可以理解为由n（n 为滤波器腔数）个相关联的单腔谐振，通过一定的组合构成。

除两个抽头腔外的每个谐振腔，形成一个在通带内的谐振峰，谐振峰之间通过不同大小的窗口耦合，排列在通带内的不同位置，形成通带。

左下图为滤波器的回波草图。

对于带通滤波器，有几个谐振腔（包括两个抽头腔）就会在通带内形成几个传输极点（即对应的图中红色圆圈内的波谷）。

回波与驻波相对应，回波曲线中的波谷，对应在驻波曲线中，也是一个波谷。

基站的基本结构带通滤波器的工作原理原始信号滤波器响应滤波后的信号带通滤波器的主要电气参数1. 带外抑制：带外抑制指，滤波器在工作频段以外的频点处对信号的衰减。

滤波器基本知识介绍课件

应。
二维信号滤波器原理
图像处理
二维信号滤波器主要用于图像处理，以改善图像的质量或提取图
像中的特定信息。
卷积与滤波
二维信号滤波器通过与图像进行卷积来处理图像，以实现图性，对图像中的特定方向进行增强或抑制。此外，它们也可以在空间域内对图像进行处理。
滤波器的主要功能是提取感兴趣的频率成分，同时抑制不需要的频率成分。它广泛应用于通信、音频处理、图像处理、电力等领域。
滤波器的分类
根据不同的分类方法，滤波器可以分为多种类型。常见的分类包括
4. 带阻滤波器（Notch Filter）：允许特定频率范围以外的信号通过，抑制特定频率范围内的信号。
滤波器的优化设计
最优准则的选择
01
最小均方误差准则（ MMSE）
该准则以最小化输出信号的均方误差为目标，通过优化滤波器参数，使得输出信号与期望信号之间的误差最小。
02
最大信噪比准则（ MSNR）
该准则以最大化滤波器输出信号的信噪比为目标，通过优化滤波器参数，使得输出信号的信噪比最大化。
03
号处理和控制系统等领域。
基于变换域的滤波器
频域
频域滤波器是基于傅里叶变换的，它可以将时域信号转换到频域，从而更容易地去除噪声和干扰。
小波变换域
小波变换域滤波器是基于小波变换的，它可以将信号分解成不同的频率分量，并对每个分量进行独立的滤波处理。这种方法在信号处理中得到了广泛应用。
05
CATALOGUE
在保证滤波器稳定性的前提下，尽量减小滤波器的参数数量。
设计过程的优化算法
梯度下降法
该算法通过计算目标函数对优化变量的梯度，并按照负梯度方向更新优化变量的值，从而逐渐逼近最优解。

滤波器电路分析

图5-3 m推演型LPF的特性示例
图5-5
表2 m推演型低通滤波电路元件归一化参数表
续表2
(9) 将上式（6）~（9）带入电路中得下图m推演型低通滤波电路，陷波点为 130MHZ，截止频率为100MHZ。
m推演型低通滤波电路，在f=130MHZ处有一个陷波点
仿真结果
回波损耗频率特性曲线，当在陷波点f=130MHZ时，电路的回拨损耗最大，信号反射最厉害
2A

63.66 V
u1 (t ) [63.66 42.44cos(t ) 8.488cos(2t ) 3.638cos(3t ) ...]V
2. 对于基波，先计算转移电压比
| H ( j ) | 1 1 C
2

1 1 10
设计RC二阶低通滤波器电路，可以通过将两个RC一阶低通滤波电路级联等到，RC二阶低通滤波电路。
图 14-9
下面给出一个fc=200KHZ的RC二阶低通滤波电路的仿真电路图
仿真结果：RC二阶电路的幅频特性曲线，截止频率为28.199KHZ，
RC二阶高通滤波电路相频特性曲线
3.3RC二阶高通滤波电路
RC一阶高通滤波电路仿真原理图
RC一阶高通滤波电路幅频特性曲线，从图中可以看出电路在幅度增益下降3.232dB时，截止为 100.901KHZ,滤波电路的性能能满足设计指标。
RC一阶高通滤波电路相频特性曲线，从图中可任意看出当f=100.697KHZ时，相角超前46.497 deg。
3.3RC二阶低通滤波电路
图10
RC二阶高通滤波电路幅度表达式
RC二阶高通滤波电路截止频率
RC滤波电路所实现的频率特性，也可由相应的 RL电路来实现。在低频率应用的条件下，由于

什么是滤波电路

什么是滤波电路滤波电路是一种常见的电子电路，用于去除信号中的噪声或者选择特定频率范围内的信号。

滤波电路在各个电子设备中广泛应用，包括音频设备、通信设备、电源设备等等。

本文将介绍滤波电路的基本原理、分类、常见应用及工作原理。

一、滤波电路的基本原理滤波电路通过选择特定频率范围内的信号，或者去除信号中的杂波和干扰，实现信号的处理和提取。

其基本原理是利用电容、电感或者二者的组合，对不同频率的信号进行衰减或放大。

电容或电感可以根据频率的不同，阻止或允许信号通过。

二、滤波电路的分类滤波电路按照频率特性的不同可以分为低通滤波电路、高通滤波电路、带通滤波电路和带阻滤波电路。

1. 低通滤波电路低通滤波电路允许低频信号通过，而阻止高频信号通过。

通常用于去除高频噪声或提取低频信号。

常见的低通滤波电路有RC低通滤波电路和RL低通滤波电路。

2. 高通滤波电路高通滤波电路允许高频信号通过，而阻止低频信号通过。

通常用于去除低频噪声或提取高频信号。

常见的高通滤波电路有RC高通滤波电路和RL高通滤波电路。

3. 带通滤波电路带通滤波电路允许特定范围内的信号通过，而阻止其他频率范围内的信号通过。

常见的带通滤波电路有RC带通滤波电路和LC带通滤波电路。

4. 带阻滤波电路带阻滤波电路阻止特定范围内的信号通过，而允许其他频率范围内的信号通过。

常见的带阻滤波电路有RC带阻滤波电路和LC带阻滤波电路。

三、滤波电路的常见应用滤波电路在各个领域中都有广泛的应用。

以下是滤波电路的一些常见应用：1. 音频设备中的滤波电路音频设备中常用的滤波电路有低通滤波器，用于去除高频噪声，以确保音频信号的清晰度和质量。

2. 通信设备中的滤波电路通信设备中使用滤波电路用于信号处理和频率选择。

例如，在收音机中使用带通滤波电路选择特定的广播频率。

3. 电源设备中的滤波电路电源设备中常用的滤波电路有电源滤波器，用于去除电源信号中的噪声和纹波电压，以确保电子设备的正常工作和稳定性。

正弦滤波器电路原理

正弦滤波器电路原理正弦滤波器电路是一种用于滤除特定频率成分的电路，它能够使特定频率的信号通过，而阻断其他频率的信号。

正弦滤波器电路通常由电容和电感构成，也可以加入电阻来实现更精确的滤波效果。

正弦滤波器电路的原理基于电容和电感对不同频率信号的阻抗特性。

电容对高频信号具有较小的阻抗，而电感对低频信号具有较小的阻抗。

因此，通过合理地选择电容和电感的数值，可以实现对特定频率的信号进行滤波。

在正弦滤波器电路中，当输入信号的频率等于滤波器的共振频率时，电容和电感之间的阻抗互相抵消，从而使得输入信号能够通过。

而当输入信号的频率不等于共振频率时，阻抗不再抵消，导致输入信号被滤除。

为了更好地理解正弦滤波器电路的工作原理，我们来看一个简单的示例。

假设我们有一个由电容C和电感L构成的电路，我们希望设计一个正弦滤波器，使得频率为f的信号通过，而阻断其他频率的信号。

我们需要计算出共振频率f0。

共振频率是指电容和电感在该频率下的阻抗互相抵消，使得输入信号能够通过的频率。

共振频率可以通过以下公式计算：f0 = 1 / (2π√(LC))其中，L是电感的值，C是电容的值，π是圆周率。

计算得到共振频率f0后，我们可以选择一个与f0相近的频率作为我们要通过的频率。

假设我们选择的频率为f1。

接下来，我们需要计算电容C1和电感L1的数值，以使得它们在频率f1下的阻抗与输入信号的阻抗相等。

这可以通过以下公式计算：XC1 = 1 / (2πf1C1)XL1 = 2πf1L1其中，XC1是电容C1在频率f1下的阻抗，XL1是电感L1在频率f1下的阻抗。

根据以上计算结果，我们可以选择合适的电容和电感数值，并将它们连接成一个电路。

当输入信号的频率为f1时，电容和电感之间的阻抗抵消，使得输入信号能够通过。

而当输入信号的频率不等于f1时，阻抗不再抵消，导致输入信号被滤除。

需要注意的是，正弦滤波器电路并不是完美的滤波器，它对于非常接近共振频率的信号也会有一定的通过。

四种常见滤波电路,一网打尽

四种常见滤波电路，一网打尽有源滤波电路为了提高滤波效果，解决π型RC滤波电路中交、直流分量对R的要求相互矛盾的问题，在RC电路中增加了有源器件-晶体管，形成了RC有源滤波电路。

常见的RC有源滤波电路如图Z0716所示。

它实质上是由C1、Rb、C2组成的π型RC滤波电路与晶体管T组成的射极输出器联接而成的电路。

该电路的优点是：1．滤波电阻Rb 接于晶体管的基极回路，兼作偏置电阻，由于流过Rb 的电流入很小，为输出电流Ie的1／（1＋β），故Rb可取较大的值（一般为几十k Ω），既使纹波得以较大的降落，又不使直流损失太大。

2．滤波电容C2接于晶体管的基极回路，便可以选取较小的电容，达到较大电容的滤波效果，也减小了电容的体积，便于小型化。

如图中接于基极的电容C2 折合到发射极回路就相当于（1＋β）C2的电容的滤波效果（因 ie = （1+ β）ib之故）。

3．由于负载凡接于晶体管的射极，故 RL上的直流输出电压UE≈UB，即基本上同RC无源滤波输出直流电压相等。

这种滤波电路滤波特性较好，广泛地用于一些小型电子设备之中。

复式滤波电路复式滤波电路常用的有LCГ型、LCπ型和RCπ型3种形式，如图Z0715所示。

它们的电路组成原则是，把对交流阻抗大的元件（如电感、电阻）与负载串联，以降落较大的纹波电压，而把对交流阻抗小的元件（如电容）与负载并联，以旁路较大的纹波电流。

其滤波原理与电容、电感滤波类似，这里仅介绍RCπ型滤波。

图Z0715（c）为RCπ型滤波电路，它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。

其滤波原理可以这样解释：经过电容C1滤波之后，C1两端的电压包含一个直流分量与交流分量，作为RC2滤波的输入电压。

对直流分量而言，C2 可视为开路，RL上的输出直流电压为：对于交流分量而言，其输出交流电压为：由式可见，R愈小，输出的直流分量愈大；由式可见，RC2愈大，输出的交流分量愈小。

滤波效果愈好。

常用滤波电路

常用滤波电路
滤波电路是用于去除或减少信号中某些频率分量的电路，主要包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。

下面是一些常用的滤波电路及其原理：
一、低通滤波器（Low Pass Filter，LPF）
低通滤波器可以让低于某一频率的分量通过，而高于该频率的分量则被阻断。

在电路中，低通滤波器通常由一个电容和一个电阻组成，它们可以组成RC低通滤波器电路。

二、高通滤波器（High Pass Filter，HPF）
高通滤波器可以让高于某一频率的分量通过，而低于该频率的分量则被阻断。

在电路中，高通滤波器通常由电容和电感组成，它们可以组成RC高通滤波器或者RL高通滤波器电路。

三、带通滤波器（Band Pass Filter，BPF）
带通滤波器可以让指定的频率范围内的信号通过，而高于或低于该范围的信号被阻断。

在电路中，带通滤波器通常由一个并联的RLC电路组成。

四、带阻滤波器（Band Stop Filter，BSF）
带阻滤波器也被称为陷波滤波器，可以使指定的频率范
围内的信号被阻断，而高于或低于该范围的信号通过。

在电路中，带阻滤波器通常由一个串联的LC电路组成。

以上是一些常用的滤波电路，它们都有着不同的特点和适用范围。

在实际应用中，可以根据需要选择相应的滤波器进行设计。

滤波电路工作原理

滤波电路工作原理滤波电路是电子电路中常见的一种电路，它能够对输入信号进行滤波处理，将其中特定频率范围内的信号通过，而将其他频率范围内的信号抑制或者衰减。

滤波电路在电子设备中有着广泛的应用，比如在通信系统、音频设备、电源系统等方面都有着重要的作用。

在本文中，我们将详细介绍滤波电路的工作原理，包括滤波器的分类、滤波器的频率响应特性以及滤波器的设计原理。

首先，我们来介绍一下滤波器的分类。

根据滤波器的频率选择特性，滤波器可以分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器四种基本类型。

低通滤波器可以让低频信号通过，而抑制高频信号；高通滤波器则相反，可以让高频信号通过，而抑制低频信号；带通滤波器可以选择一个特定的频率范围内的信号通过，而抑制其他频率范围内的信号；带阻滤波器则相反，可以抑制一个特定的频率范围内的信号，而让其他频率范围内的信号通过。

其次，我们来讨论一下滤波器的频率响应特性。

滤波器的频率响应特性可以用来描述滤波器对不同频率信号的处理能力。

常见的频率响应特性包括布特沃斯特性、切比雪夫特性和椭圆特性等。

布特沃斯特性的滤波器具有最为平坦的通频带响应，但在截止频率附近的过渡带响应较为缓慢；切比雪夫特性的滤波器在通频带和过渡带之间能够平衡通频带波纹和过渡带衰减，具有较为陡峭的过渡带响应；椭圆特性的滤波器在通频带和过渡带之间能够实现更为陡峭的过渡带响应，但通频带内会出现波纹。

最后，我们来探讨一下滤波器的设计原理。

滤波器的设计需要考虑到许多因素，比如通频带的波纹、过渡带的衰减、截止频率等。

在设计滤波器时，需要根据具体的应用需求选择合适的滤波器类型和频率响应特性。

通常情况下，可以通过改变滤波器的电阻、电容、电感等元件的数值来实现滤波器的设计。

此外，现代电子技术还提供了许多先进的滤波器设计方法，比如数字滤波器、自适应滤波器等，这些方法能够更加灵活地实现滤波器的设计和调整。

总的来说，滤波电路作为电子电路中的重要组成部分，其工作原理涉及到滤波器的分类、频率响应特性和设计原理。

滤波电路基本原理

滤波电路基来源根基理之迟辟智美创作整流电路的输出电压不是纯洁的直流，从示波器观察整流电路的输出，与直流相差很年夜，波形中含有较年夜的脉动成份，称为纹波.为获得比力理想的直流电压，需要利用具有储能作用的电抗性元件（如电容、电感）组成的滤波电路来滤除整流电路输出电压中的脉动成份以获得直流电压.经常使用的滤波电路有无源滤波和有源滤波两年夜类.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、LCπ型滤波和RCπ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.直流电中的脉动成份的年夜小用脉动系数来暗示，此值越年夜，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年夜值／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.对全波和桥式整流电路采纳C型滤波电路后，其脉动系数S=1／(4(RLC／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1(B)RC滤波电路.若用S暗示C1两端电压的脉动系数，则输出电压两真个脉动系数S=(1/ωC2R)S.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再旁路失落.在ω值一定的情况下，R愈年夜，C2愈年夜，则脉动系数愈小，也就是滤波效果就越好.而R值增年夜时，电阻上的直流压降会增年夜，这样就增年夜了直流电源的内部损耗；若增年夜C2的电容量，又会增年夜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力小的场所.电感滤波电路根据电抗性元件对交、直流阻抗的分歧，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，对交流阻抗年夜，因此L应与负载串连.（A）电容滤波（B） C-R-C或RC-π型电阻滤波脉动系数S=(1/ωC2R')S'（C） L-C电感滤波（D）π型滤波或叫C-L-C滤波图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，可把部份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，负载上获得的输出电压就比力平滑，起到了平波作用.若采纳电感滤波，当输入电压增高时，与负载串连的电感L中的电流增加，因此电感L将存储部份磁场能量，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连一个电感，使输出电流波形较为平滑.因为电感对直流的阻抗小，交流的阻抗年夜，因此能够获得较好的滤波效果而直流损失小.电感滤波缺点是体积年夜,本钱高.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2所示.根据电感的特点，当输出电流发生变动时，L中将感应出一个反电势，使整流管的导电角增年夜，其方向将阻止电流发生变动.图2电感滤波电路在桥式整流电路中，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超越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分歧.图3电感滤波电路波形图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要注意电感滤波电路的电流必需要足够年夜，即RL不能太年夜，应满足wL>>RL，此时IO（AV）可用下式计算由于电感的直流电阻小，交流阻抗很年夜，因此直流分量经过电感后的损失很小，可是对交流分量，在wL和上分压后，很年夜一部份交流分量降落在电感上，因而降低了输出电压中的脉动成份.电感L愈年夜，RL愈小，则滤波效果愈好，所以电感滤波适用于负载电流比力年夜且变动比力年夜的场所.采纳电感滤波以后，延长了整流管的导电角，从而防止了过年夜的冲击电流.电容滤波原理详解1．空载时的情况当电路采纳电容滤波，输出端空载，如图4(a)所示，设初始时电容电压uC为零.接入电源后，当u2在正半周时，通过D1、D3向电容器C充电；当在u2的负半周时，通过D2、D4向电容器C充电，充电时间常数为（a）电路图（b）波形图图4 空载时桥式整流电容滤波电路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的最年夜值，如波形图2（b）的时刻.尔后，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＞u2，二极管两端接受反向电压，处于截止状态，电路的输出电压，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，即到达u2 90°峰值时，u2开始以正弦规律下降，此时二极管是否关断，取决于二极管接受的是正向电压还是反向电压.先设到达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.可是90°后指数规律下降的速率快，而正弦波下降的速率小，所以超越90°以后有一段时间二极管仍然接受正向电压，二极管导通.随着u2的下降，正弦波的下降速率越来越快，uC 的下降速率越来越慢.所以在超越90°后的某一点，例如图5(b)中的t2时刻，二极管开始接受反向电压，二极管关断.尔后只有电容器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再次超越uC，如图5(b)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电容滤波一般负载电流较小，可以满足td较年夜的条件，所以输出电压波形的放电段比力平缓，纹波较小，输出脉动系数S小，输出平均电压UO(AV)年夜，具有较好的滤波特性.（a）电路图（b）波形图图5带载时桥式整流滤波电路以上滤波电路都有一个共性,那就是需要很年夜的电容容量才华满足要求,这样一来年夜容量电容在加电瞬间很有很年夜的短路电流,这个电流对整流二极管,变压器冲击很年夜,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年夜,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.×理论输出电压有源滤波-电子电路滤波电阻滤波自己有很多矛盾,电感滤波本钱又高,故一般线路常采纳有源滤波电路,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IR=IE／(1+β)=IRL ／(1+β).流过电阻R的电流仅为负载电流的1/(1+β)．所以可以采纳较年夜的R，与C2配合以获得较好的滤波效果，以使C2两真个电压的脉动成份减小，输出电压和C2两真个电压基秘闻等，因此输出电压的脉动成份也获得了削减.从RL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增年夜了(1+β)倍.这样所需的电容C2只是一般RCπ型滤波器所需电容的1／β，比如晶体管的直流放年夜系数β=50，如果用一般RCπ型滤波器所需电容容量为1000μF，如采纳电子滤波器，那么电容只需要20μF就满足要求了.采纳此电路可以选择较年夜的电阻和较小的电容而到达同样的滤波效果，因此被广泛地用于一些小型电子设备的电源之中.电容自谐振频率表根据LC电路串连谐振的原理，谐振点不单与电感有关，还与电容值有关，电容越年夜，谐振点越低.许多人认为电容器的容值越年夜，滤波效果越好，这是一种误解.电容越年夜对低频干扰的旁路效果虽然好，可是由于电容在较低的频率发生了谐振，阻抗开始随频率的升高而增加，因此对高频噪声的旁路效果变差.表1是分歧容量瓷片电容器的自谐振频率，电容的引线长度是1.6mm（你使用的电容的引线有这么短吗？）.表1。

简单滤波电路计算公式

简单滤波电路计算公式在滤波器的设计中，常用的参数包括截止频率、品质因数和衰减率等。

下面将介绍一些常见的简单滤波电路和它们的计算公式。

1.低通滤波器：低通滤波器可以通过滤除高于截止频率的信号来去除高频噪声或干扰。

一个常见的低通滤波器是RC低通滤波器，其中R为电阻，C为电容。

该电路的截止频率可以通过以下公式计算：fc = 1 / (2πRC)其中，fc为截止频率。

2.高通滤波器：高通滤波器可以通过滤除低于截止频率的信号来去除低频噪声或干扰。

一个常见的高通滤波器是RC高通滤波器，其中R为电阻，C为电容。

该电路的截止频率可以通过以下公式计算：fc = 1 / (2πRC)其中，fc为截止频率。

3.带通滤波器：带通滤波器可以通过仅传递特定频率范围内的信号来去除其他频率范围的噪声或干扰。

一个常见的带通滤波器是RLC带通滤波器，其中R为电阻，L为电感，C为电容。

该电路的中心频率可以通过以下公式计算：fc = 1 / (2π√(LC))其中，fc为中心频率。

4.带阻滤波器：带阻滤波器可以通过滤除特定频率范围内的信号来去除该频率范围内的噪声或干扰。

一个常见的带阻滤波器是RLC带阻滤波器，其中R为电阻，L为电感，C为电容。

该电路的中心频率可以通过以下公式计算：fc = 1 / (2π√(LC))其中，fc为中心频率。

除了上述公式，滤波器的计算还涉及衰减率和品质因数等参数。

带通滤波器和带阻滤波器的衰减率可以通过以下公式计算：A = 20log10(1/√(1 + (f/fc)^2))，f < fcA = 20log10(1/√(1 + (fc/f)^2))，f > fc其中，A为衰减率，f为频率，fc为中心频率。

品质因数（Q值）是衡量滤波器性能的指标，它可以通过以下公式计算：Q = fc / Δf其中，Q为品质因数，fc为中心频率，Δf为截止频率与中心频率之间的差值。

除了上述公式，实际的滤波器设计还需要考虑到电阻、电容和电感的选取、增益和频率响应等因素。

经典的滤波电路(值得收藏)

经典的滤波电路(值得收藏)有源滤波电路滤波器的用途滤波器是一种能使有用信号通过，滤除信号中无用频率，即抑制无用信号的电子装置。

例如，有一个较低频率的信号，其中包含一些较高频率成分的干扰。

有源滤波电路的分类有源滤波器实际上是一种具有特定频率响应的放大器。

它是在运算放大器的基础上增加一些R、C等无源元件而构成的。

低通滤波器(LPF)高通滤波器(HPF)带通滤波器(BPF)带阻滤波器(BEF)低通滤波器的主要技术指标(1)通带增益Avp通带增益是指滤波器在通频带内的电压放大倍数，性能良好的LPF通带内的幅频特性曲线是平坦的，阻带内的电压放大倍数基本为零。

(2)通带截止频率fp其定义与放大电路的上限截止频率相同。

通带与阻带之间称为过渡带，过渡带越窄，说明滤波器的选择性越好。

一阶有源滤波器电路特点是电路简单，阻带衰减太慢，选择性较差。

1.通带增益当f=0时，电容视为开路，通带内的增益为RA0AVF1f1VP()Vi()1SRC2.传递函数A0V0()1A()AVFVi()1SRC1SRC低通电压放大倍数(传递函数)为R+.ViCR1nVo11AV1jRC1SRCVi1V0Vi1SRC+n1/(RC),.Vo称特征频率-3.幅频响应V0()A0A()Vi()1SnV0(j)A0A(j)Vi(j)1j()nA(j)V0(j)Vi(j)A021()n一阶LPF的幅频特性曲线简单二阶低通有源滤波器为了使输出电压在高频段以更快的速率下降，以改善滤波效果，再加一节RC低通滤波环节，称为二阶有源滤波电路。

它比一阶低通滤波器的滤波效果更好。

二阶LPF二阶LPF的幅频特性曲线(1)通带增益当f=0,或频率很低时，各电容视为开路，通带内的增益为RfAvp1R1(2)传递函数Vo()AvpV()()V()()VN()11C2R11∥(R)C1C2VNVi()11R[∥(R)]C1C2通常有C1=C2=C,联立求解以上三式，可得滤波器的传递函数AvpVOAvVI13CRCR2(3)通带截止频率将换成jω,令02πf01/RC,可得当ffp时，上式分母的模解得截止频率AvAvpf2f1()j3f0f0fpf0)j32fpf025370.37fpf00.37f022πRC与理想的二阶波特图相比，在超过f0以后，幅频特性以-40dB/dec的速率下降，比一阶的下降快。