典型无源滤波器原理详解

图1

图1中滤波器由一个电感组成，它的原理就是输入端串入一个电感，电感滤除高频信号效果最明显，主要是利用电感中的电流不能突变的原理，当电感中的电流增大时，就会存储在电感当中使电流缓慢增加，当电流减小时，产生反向电动势(释放能量)阻碍电流减小，从而使输出的电流波形较为平滑。

图2

图2中滤波器由一个电容组成。电容的作用是使滤波后输出的电压为稳定的直流电压，其工作原理是整流电压高于电容电压时电容充电，当整流电压低于电容电压时电容放电，在充放电的过程中，使输出电压基本稳定。滤波电容要求容量大，因此一般采用电解电容，在接线时要注意电解电容的正、负极。电容滤波电路利用电容的充、放电作用，使输出电压趋于平滑。

图3

图3为LC滤波器，由一个电感和一个电容组成，其接法为将电感串联在电路中然后并联电容，接法有点像大写的英文字母“L”，所示也称之为倒L型滤波器。此滤波方式相比图1的滤波效果要好，因为电感阻碍交流而电容通交流，高频干扰信号经过LC滤波电路后，经过感抗与容抗分压后输出，频率越高感抗越大而容抗越小。

图4

图4中RC二阶低通滤波器，此电路其前后级输入输出阻抗会影响其特性，所以在应用时应该考虑阻抗匹配的问题，该电路一般用于滤掉电路中的毛刺。

图5

图5的线路中，其电感线圈对交流信号有限流作用，根据电感的感抗公式XL=2πfL，电感L越大，频率f越高，感抗也就越大。因此电感线圈有通低频，阻高频的作用，这就是电感的滤波原理下面是LC滤波电路。电容具有“阻直流，通交流”的特性，电感则有“通直流，阻交流，通低频，阻高频”的特性。电路中交流干扰信号大部分将被电感阻止吸收变成磁感和热能，剩下的大部分被电容旁路到地，这就可以抑制干扰信号的作用，在输出端就获得比较纯净的直流电流。

图6

图6中电路中左边的电阻的让电容在充电的时候速度变慢，所以电压能够平缓;当脉动电流到来的时候，电容充电很快，电容电压和输入电压同时达到最高点，然后输入电压低于当前电容所充电压的时候，电容通过右边电阻放电，经过电阻后放电平缓，不断循环下去，电压就趋于平缓，达到滤波的作用。

图7

图7中，输入的电压首先经过左边电容滤波，可以将大部分交流成分滤除掉，然后经过电阻和右边电容组成RC滤波电路进一步对信号进行滤波，电路中左边电容应该选择容抗很小的电容，并且左边电容选择比右边电容小，这些才能实现先左边电容对高频干扰滤波，然后右边电容对低频干扰进行滤波，电路中的电阻则对交直流都有功耗损耗的作用，可以削掉尖峰干扰。

图8

图8中两个电容的作用与图7中的一样，这里的电感能让电容的充放电变得缓慢，从而使得信号输出变得平滑。

审核编辑：汤梓红