滤波电路通常用于过滤整流输出电压中的纹波,通常由负载电阻两端并联电容器等电抗元件组成C,或与负载串联电感器L,各种复式滤波电路由电容和电感组成。滤波器是信号处理的一个重要概念。滤波器分为经典滤波器和现代滤波器。
根据傅里叶的分析和变换,提出了经典滤波的概念。根据高等数学理论,任何符合一定条件的信号都可以被视为无限正弦波叠加。换句话说,工程信号是由不同频率的正弦波线性叠加而成,不同频率的正弦波称为信号的频率成分或谐波成分。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称为经典滤波器或滤波电路。
滤波电路的作用是尽可能减少脉动直流电压中的交流成分,保留其直流成分,降低输出电压纹波系数,使波形更加光滑。
电路分类
当流过电感的电流发生变化时,电感线圈中产生的感应电势会阻止电流的变化。当电感线圈电流增加时,电感线圈产生的自感电势与电流方向相反,防止电流增加,将部分电能转化为磁场存储在电感中;当电感线圈电流减小时,自感电势与电流方向相同,防止电流减小,释放存储能量,补偿电流减少。因此,电感过滤后,不仅负载电流和电压脉动减小,波形变得光滑,而且整流二极管的导角增大。
负载电阻越小,输出电压的交流分量越小。RL>>ωL获得更好的滤波效果。L滤波效果越大越好。此外,由于滤波电感电势的作用,二极管的导角可以接近π,降低二极管的冲击电流,平滑流过二极管的电流,延长整流二极管的使用寿命。
无源滤波和有源滤波是常用的滤波电路。若滤波电路元件仅由无源元件(电阻、电容、电感)组成,则称为无源滤波电路。电容滤波、电感滤波和复式滤波是无源滤波的主要形式LC滤波、LCπ型滤波和RCπ类型滤波等)。如果滤波电路不仅由无源元件组成,还由有源元件(双极管、单极管、集成运输)组成,则称为有源滤波电路。有源滤波的主要形式是有源滤波RC滤波器,又称电子滤波器。
1.无源滤波电路
无源滤波电路结构简单,设计方便,但其通带放大倍数和截止频率随负载而变化,不适用于信号处理要求高的场合。无源滤波电路通常用于电源电路,如直流电源整流后的滤波器,或大电流负载LC(电感、电容)电路滤波。
2、有源滤波电路
有源滤波电路的负载不影响滤波特性,因此常用于信号处理要求高的场合。有源滤波电路一般由RC网络和集成运输组成,必须在适当的直流电源下使用,也可以放大。但电路的组成和设计也更为复杂。有源滤波器电路不适用于高压和大电流,只适用于信号处理。
根据滤波器的特点,其电压放大倍数的振幅频率特性可以准确地描述该电路是低通量、高通量、带通量还是带电阻滤波器。因此,如果可以定性分析带和电阻带的频段,可以确定滤波器的类型。
识别滤波器的方法是:如果信号频率趋于零,信号频率趋于零,则为低通过滤波器;相反,如果信号频率趋于零,信号频率趋于零,则为高通过滤波器;如果信号频率趋于零,电压放大倍数趋于零,则为带通过滤波器;相反,如果电压放大倍数具有相同的确定值,且电压放大倍数在一定频率范围内趋于零,则为带阻滤波器。