无源滤波器的缺点:负载能力差,无放大作用,特点不理想,边缘不陡,各级相互影响。
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1)C值的选取:C不能选择太小,否则负载电容对滤波电路影响很大,一般IC输入电容通常为1~10pF输入电容。C由于大电容的高频特性波电路的高频特性,因为大电容的高频特性一般都不好。
2)R值的选取:R值过小会加大电源的负载,R过大会消耗更多的能量。
RC滤波器电路最大的缺陷是,它不仅消耗了我们想要抑制的信号能量,而且还消耗了我们想要保留的信号能量。
此外,由于电容器高频特性的限制,不能在过高频场合使用,数量MHz以上需要用LC滤波器。
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在分析电容器滤波电路的工作原理时,主要采用电容器的隔交通特性和储能特性。
前整流电路输出的脉动直流电压可分解为直流电压和一组不同频率的交流电,交流电压部分从电容器流向地面,而直流电压部分由于电容器的交通隔离特性而无法接地流向下一个电路。
这样,电容器将过滤掉原单向脉动直流电压中的交流部分。
另外电容滤波电路也可以用电容储能特性来解释,当单向脉动直流电压处于高峰值时电容就充电,而当处于低峰值电压时就放电,这样把高峰值电压存储起来到低峰值电压处再释放。
将不均匀的单向脉动直流电压转换为平滑的直流电压。
滤波电容器的容量通常较大,通常是整机电路中容量最大的电容器。
滤波电容量大,滤波效果好。各种滤波电路中最常用的是电容滤波电路。
如何选择电源滤波电源滤波电容并不难掌握其本质和方法。
理论上,理想电容的阻抗随频率的增加而减少(1/jwc),但由于电容器两端引脚的电感效应,电容器应视为一种LC串联谐振电路。
设备的自谐振频率SFR参数表示频率大于SFR当频率超过频率时,电容变成电感。FSR之后对干扰的抑制就大大降低了,所以需要一个小电容并联对地,想想为什么?
原因是小电容,SFR价值大,为高频信号提供了对地通道,所以我们经常在电源滤波电路中理解小电容考虑高频,根本原因是SFR(自谐振频率)值不同。
当然,你也可以想想为什么?从这个角度来看,我们可以理解为什么电容器在电源滤波器中尽可能靠近地脚。
2)所以在实际的设计中,我们经常有问题,我怎么知道电容SFR是多少?
就算我知道SFR如何选择不同的值?SFR值的电容值呢?选择一个电容器还是两个电容器?
电容的SFR值与电容值有关,与电容引脚电感有关,因此相同容值的0402、0603或直插电容SFR值也不一样。
3)通过网络分析仪直接测量自谐振频率,思考如何测量?
了解电容器SFR值后,用软件模拟,如RFsim99,选一个或两个电路在于你所供电电路的工作频带是否有足够的噪声抑制比。
模拟后,即实际电路试验,如调试手机接收灵敏度,LNA电源滤波是关键,好的电源滤波通常可以改善几个dB。
电容的本质是通过交流和隔离直流。理论上,用于电源滤波的电容越大越好。
但由于引线和PCB事实上,电容器是电感和电容器的并联电路,这引入了谐振频率的概念:ω=sqrt(1/(LC)) 谐振频率以下的电容容性,谐振频率以上电容呈感性。
因此,一般大电容过滤低频波,小电容过滤高频波。
这也可以解释为什么相同的容值STM电容滤波频率比DIP更高的包装。至于电容器的使用量,这是电容谐振频率的参考:
电容值DIP(MHz)SMT(MHz)1.0μF 2.550.1μF8160.01μF25501000pF 80160100pF25050010pF8001600
但仅供参考,用老工程师的话说——主要靠经验。
由于大电容高频特性差,小电容高频特性好,一大一小两个电容并联更可靠。
为了获得更大的滤波频段,一般需要两个数量级以上的差异。
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由于电感器的通直阻交特性和储能特性,电感滤波电路的原理与电容器滤波相似。
在储能方面,与电容器的原理相同。在解释电感器的滤波电路时,电感器阻碍单向脉动直流电压分解的交流电压部分,而电容器短路接地。
电感越大,滤波效果越好越好为滤波电路的情况越少,一般与电容器结合使用。
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L形RC滤波电路就是在普通电容滤波电路中电容器前面加个电阻器,电阻器是串联在电路中,而电容器是并联在电路中,这时电阻器和电容器形成了的L字形状,所以称它们为L形RC滤波电路。
其滤波原理和滤波效果与普通电容器滤波电路相似。此时,电容器和电阻器也构成分压电路。由于电容器的容抗性很小,交流量的分压衰减很大,因此交流量通过电容器短路接地,达到滤波的目的。
对于直流电压部分,由于电容器与直流电隔离,电容器对电阻器没有分压,直流不会流过电容器。
在这种滤波电路中,如果电阻值不变,增加滤波电容的容量可以提高滤波效果,滤波电容的容量越大越好。
如果滤波电容的容量保持不变,增加电阻的电阻值也可以提高滤波效果,但滤波电阻的电阻值不能太大,因为如果滤波电阻太大,直流输出电压会变小。
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1)LC滤波电阻小,直流损耗小,滤波效果好。
缺点是体积大,体积大。成本高。用于要求高的电源电路。
2)RC滤波器中的电阻消耗部分直流电压,R在电流小、要求低的电路中,无法获得大的。
RC体积小,成本低。滤波效果不如LC电路。
3)LC高频电路或电源电路中通常使用滤波器 而RC用于低频电路。
4)LC滤波器的频率范围为1kHz~1.5GHz.由于受电感Q值的限制,频率响应的截止区域不够陡峭。
5)RC相对于滤波器LC滤波器更容易小型化或集成,LC相对体积大多。
6)RC滤波器有损耗,LC理论上,滤波器可以无损耗,因此部分电源电路通常是LC电路。
7)RC比LC体积小,成本低。
8)RC用于低频电路,LC高频电路中通常使用滤波器。
9)RC滤波器中的电阻消耗部分直流电压,R它不能用于电流要求低的电路中.RC体积小,成本低。
滤波效果不如LC电路; LC滤波器主要是电感电阻小,直流损耗小。对交流电感抗大,滤波效果好。
缺点是体积大、体积大、成本高。用于要求高的电源电路。
10)滤波级数越多效果越好,但损耗和成本越高,不建议超过3级。
11)RC滤波器通常与操作放大器相结合,形成有源滤波器,主要用作低频信号滤波器。
例如,用作锁相环路中的环路滤波器
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首先,从结构上讲,这种滤波电路由两个电容器和一个电阻器组成。事实上,在L形滤波电路中,在电阻器前添加一个电容器接地π形RC滤波电路。
两个电容器同时进行过滤,后一个过滤电容器可以进一步过滤前一个电容器未过滤的直流电压,使两个电容器同时过滤,过滤效果当然更理想。
为了提高滤波效果,可以增加第一个滤波电容的容量,但是第一个滤波电容的容量不能太大。
由于第一个滤波器的电容量太大,充电时间太长,充电电流通过整流二极管,当充电电流过大,持续时间过长时,会损坏整流二极管。
所以用这个π形RC在过滤电路时,通过调整后L形,可以稍微降低第一个电容量RC提高滤波效果的滤波电路。
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多节π形RC滤波电路正常π形RC滤波电路后面再接一个L形RC滤波电路形成多节π形RC滤波电路。
其滤波原理及以上普通原理π形RC滤波电路一样,只是这种滤波电路会有多个直流电压输出端,越是后面的输出端的直流电压滤波效果越好。
第一个滤波器输出端电压最高,最后一个滤波器输出端电压最低,主要是因为每个滤波器都有电压降。
多节π形RC滤波电路是整机电路中使用最多的滤波电路。
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这种滤波电路和普通电路π形RC滤波电路在结构上基本相同,只是用电感器代替电阻。
由于电阻器对直流电阻和交流电阻相同,电感器对交流电感抗大,对直流电感抗小,不仅可以提高交流滤波效果,还可以降低直流输出电压,因为电感器对直流电没有感应阻力,直流电压不会像电阻器那样降低。
这种滤波电路最大的优点是电感器的通直阻交,但是电感器的成本很高,所以这种滤波电路没有π形RC滤波电路应用广泛。
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