RC無源濾波原理分析

1、電路分類常用的濾波電路有無源濾波和有源濾波兩大類。若濾波電路元件僅由無源元件（電阻、電容、電感）組成，則稱為無源濾波電路。無源濾波的主要形式有電容濾波、電感濾波和復(fù)式濾波(包括倒L型、LC濾波、LC型濾波和RC型濾波等)。若濾波電路不僅由無源元件，還由有源元件（雙極型管、單極型管、集成運放）組成，則稱為有源濾波電路。有源濾波的主要形式是有源RC濾波，也被稱作電子濾波器。 無源濾波電路無源濾波電路的結(jié)構(gòu)簡單，易于設(shè)計，但它的通帶放大倍數(shù)及其截止頻率都隨負載而變化，因而不適用于信號處理要求高的場合。無源濾波電路通常用在功率電路中，比如直流電源整流后的濾波，或者大電流負載時采用LC（電感、電容）電路

2、濾波。 有源濾波電路有源濾波電路的負載不影響濾波特性，因此常用于信號處理要求高的場合。有源濾波電路一般由RC網(wǎng)絡(luò)和集成運放組成，因而必須在合適的直流電源供電的情況下才能使用，同時還可以進行放大。但電路的組成和設(shè)計也較復(fù)雜。有源濾波電路不適用于高電壓大電流的場合，只適用于信號處理。 根據(jù)濾波器的特點可知，它的電壓放大倍數(shù)的幅頻特性可以準確地描述該電路屬于低通、高通、帶通還是帶阻濾波器，因而如果能定性分析出通帶和阻帶在哪一個頻段，就可以確定濾波器的類型。 識別濾波器的方法是：若信號頻率趨于零時有確定的電壓放大倍數(shù)，且信號頻率趨于無窮大時電壓放大倍數(shù)趨于零，則為低通濾波器；反之，若信號頻率趨于無窮大

3、時有確定的電壓放大倍數(shù)，且信號頻率趨于零時電壓放大倍數(shù)趨于零，則為高通濾波器；若信號頻率趨于零和無窮大時電壓放大倍數(shù)均趨于零，則為帶通濾波器；反之，若信號頻率趨于零和無窮大時電壓放大倍數(shù)具有相同的確定值，且在某一頻率范圍內(nèi)電壓放大倍數(shù)趨于零，則為帶阻濾波器工作原理當(dāng)流過電感的電流變化時，電感線圈中產(chǎn)生的感生電動勢將阻止電流的變化。當(dāng)通過電感線圈的電流增大時，電感線圈產(chǎn)生的自感電動勢與電流方向相反，阻止電流的增加，同時將一部分電能轉(zhuǎn)化成磁場能存儲于電感之中；當(dāng)通過電感線圈的電流減小時，自感電動勢與電流方向相同，阻止電流的減小，同時釋放出存儲的能量，以補償電流的減小。因此經(jīng)電感濾波后，不但負載電流

4、及電壓的脈動減小，波形變得平滑，而且整流二極管的導(dǎo)通角增大。 在電感線圈不變的情況下，負載電阻愈小，輸出電壓的交流分量愈小。只有在RLL時才能獲得較好的濾波效果。L愈大，濾波效果愈好。 另外，由于濾波電感電動勢的作用，可以使二極管的導(dǎo)通角接近，減小了二極管的沖擊電流，平滑了流過二極管的電流，從而延長了整流二極管的壽命。RC無源濾波器電路及其原理所謂的RC低通濾波器就是允許低頻信號通過，而將高頻信號衰減的電路，RC低通濾波器電路在測試系統(tǒng)中，常用RC濾波器。因為在這一領(lǐng)域中，信號頻率相對來說不高。而RC濾波器電路簡單，抗干擾性強，有較好的低頻性能，并且選用標準的阻容元件易得，所以在工程測試的領(lǐng)域

5、中最經(jīng)常用到的濾波器是RC濾波器。1)一階RC低通濾波器RC低通濾波器的電路及其幅頻、相頻特性如下圖所示。設(shè)濾波器的輸入電壓為ex輸出電壓為ey，電路的微分方程為：這是一個典型的一階系統(tǒng)。令 =RC，稱為時間常數(shù)，對上式取拉氏變換，有：或其幅頻、相頻特性公式為： 分析可知，當(dāng)f很小時，A(f)=1，信號不受衰減的通過；當(dāng)f很大時，A(f)=0，信號完全被阻擋，不能通過。2)一階RC高通濾波器RC高通濾波器的電路及其幅頻、相頻特性如下圖所示。設(shè)濾波器的輸入電壓為ex輸出電壓為ey，電路的微分方程為：同理，令 =RC，對上式取拉氏變換，有：或 其幅頻、相頻特性公式為：分析可知，當(dāng)f很小時，A(f)=0，信號完全被阻擋，不能通過；當(dāng)f很大時，A(f)=1信號不受衰減的通過.3)RC帶通濾波器帶通濾波器可以看作為低通濾波器和高通濾波器的串聯(lián)，其電路及其幅頻、相頻特性如下圖所示。其幅頻、相頻特性公式為： H(s) = H1(s) * H2(s)式中H1(s)為高通濾波器的傳遞函數(shù)，H2(s)為低通濾波器的傳遞函數(shù)。有： 這時極低和極高的頻率成分都完全被阻擋，不能通過；只有位于頻率通帶內(nèi)的信號頻率成分能通過。須要注意，當(dāng)高、低通兩級串聯(lián)時，應(yīng)消除兩級耦合時的相互影響，因為后一級成為前一級的“負載”，而前一級又是后一級的信號