lc濾波器概述lc濾波器也稱為無源濾波器,是傳統的諧波補償裝置。lc濾波器之所以稱為無源濾波器,顧名思義,就是該裝置不需要額外提供電源。lc濾波器一般是由濾波電容器、電抗器和電阻器適當組合而成,與諧波源併聯,除起濾波作用外,還兼顧無功補償的需要。lc濾波器是利用電感、電容和電阻的組合設計構成的濾波電路,可濾除某一次或多次諧波,最普通易於採用的無源濾波器結構是將電感與電容串聯,可對主要次諧波(3、5、7)構成低阻抗旁路;單調諧濾波器、雙調諧濾波器、高通濾波器都屬於無源濾波器。
lc濾波器的分類
調諧濾波器
調諧濾波器包括單調諧濾波器和雙調諧濾波器,可以濾除某一次(單調諧)或兩次(雙調諧)諧波,該諧波的頻率稱為調諧濾波器的諧振頻率。
高通濾波器
高通濾波器也稱為減幅濾波器,主要包括一階高通濾波器、二階高通濾波器、三階高通濾波器和c型濾波器,用來大幅衰減低於某一頻率的諧波,該頻率稱為高通濾波器的截止頻率。
影像引數濾波器
以影像引數理論為基礎設計實現的濾波器。這種濾波器是由若干個基本節(或半節)按聯接處影像阻抗相等的原則級聯組成的。基本節按電路結構分有定k型和m匯出型。以lc低通濾波器為例,定k型低通基本節的阻帶衰減隨頻率增加而單調增大;m匯出型低通基本節則在阻帶中某頻率處有衰減峰,衰減峰的位置由m匯出節中的m值控制。各低通基本節級聯後構成的低通濾波器,固有衰減等於各基本節的固有衰減之和,當濾波器兩端終接的電源內阻抗和負載阻抗分別等於其兩端的影像阻抗時,該濾波器的工作衰減和相移就分別等於其固有衰減和相移。
濾波器的影像阻抗不可能與純電阻性的電源內阻以及負載阻抗在整個頻帶都相等(在阻帶內相差更大),固有衰減與工作衰減在通帶內有較大的差異。為了確保技術指標的實現,通常是在設計中預留足夠的固有衰減裕度和增大通帶寬度來彌補。
高通、帶通、帶阻濾波器通常利用頻率變換的方法由低通匯出。工作引數濾波器是由綜合法精確地按技術指標要求設計出來的,能得出效能優良和經濟的濾波器電路
lc濾波器簡單設計法
濾波器按照通帶特性分類有:低通濾波器(lpf)、高通濾波器(hpf)、帶通濾波器(bpf)、帶阻濾波器(brf)、全通濾波器(apf)。關於全通濾波器說明一下,從頻率的選擇上沒有什麼特別的作用,因為它基本不具備選頻特性,那麼這個濾波器有什麼用呢?當訊號通過這個濾波器時,不會損失任何頻率成分,但是訊號所包含的各頻成分的延時會隨頻率不同而不同,那麼這個濾波器的作用就是改變訊號延時,常用在對系統延時進行補償的場合,也成為移相器。
巴特沃斯型濾波器,在通帶內響應最為平坦。
圖1巴特沃斯型濾波器
切比雪夫型濾波器(等波紋濾波器),截止頻率特別好,群延時特性不太好,通帶內有等波紋起伏。
圖2切比雪夫型濾波器
逆切比雪夫型濾波器(巴特沃斯-切比雪夫濾波器),阻帶內有零點(陷波點),橢圓濾波器有更好的截止特性,因此並不經常使用
圖3逆切比雪夫型濾波器
低通濾波器設計(lpf)
以上基於函式的濾波器設計都是現代模擬濾波器設計的典型方法,比較古典的基於映像引數的設計方法,在設計方法上比較簡單,但是相較則截止頻率不準確、效能較差。
定k型濾波器,以變數f作為截止頻率,計算時只需要將f換成實際截止頻率即可。
圖4圖4定k型lpf濾波器衰減特性
依據歸一化lpf設計定k型濾波器
計算步驟:歸一化低通濾波器——》截止頻率變換——》特徵阻抗變換
m=(待設計濾波器的截止頻率)/(基準濾波器的截止頻率)
k=(待設計濾波器的特徵阻抗)/(基準濾波器的特徵阻抗)
電感值計算:l『=(l*k)/m
電容值計算:c』=c/(k*m)
例如:2階定k型歸一化lpf電路,截止頻率為1/(2*pi)(pi代表數學圓周率),特徵阻抗為1歐姆。
圖5圖5歸一化2階定k型lpf
設計截止頻率為1khz,特徵阻抗為50歐姆的lpf定k型濾波器
由此可以得到所設計的濾波器
高通濾波器設計(hpf)
高通濾波器設計是以低通濾波器為基礎進行的,從歸一化lpf求取歸一化hpf,此後則是按照上述步驟求解即可。從歸一化lpf到歸一化hpf的計算方法為:1、將電路中電容換成電感,電感換成電容;2、將原來的元件值取倒數,注意單位。以上兩步即可得到歸一化的hpf電路
由歸一化lpf轉換為歸一化hpf過程
之後的計算同上面進行lpf計算一樣,求取m和k,然後計算l和c的值
lc濾波電路一
電感在電路最常見的作用就是與電容一起,組成lc濾波電路。我們已經知道,電容具有「阻直流,通交流」的本領,而電感則有「通直流,阻交流,通低頻,阻高頻」的功能。如果把伴有許多干擾訊號的直流電通過lc濾波電路(如圖),那麼,交流干擾訊號大部分將被電感阻止吸收變成磁感和熱能,剩下的大部分被電容旁路到地,這就可以抑制干擾訊號的作用,在輸出端就獲得比較純淨的直流電流。
濾波電路的原理實際是l、c元件基本特性的組合利用。因為電容器的容抗xc=2nfc又1會隨訊號頻率公升高而變小,而電感器的感抗xl=2f會隨訊號頻率公升高而增大,如果把電容、電感進行串聯、併聯或混聯應用,它們組合的阻抗也會隨訊號頻率不同而發生很人變化口這表明,不同濾波電路會對某種頻率訊號呈現很小或很大的電抗,以致能讓該頻率訊號順利通過或阻礙它通過,從而起到選取某種頻率訊號和濾除某種頻率訊號的作用
lc濾波電路二
通過電容濾被或電感濾波的分析,直流輸出或多或少仍有波動。在要求較高的場合,為了得到更加平滑的直流,可以採用複式濾波器。
(1)lc濾波器我們知道t電容濾波器適用負載較大的情況,而電感濾波器適用負載較小的情況,如果把這兩種電路組合起來,就構成了上圖所示的濾波器,它對於一般負載都可以適用。在lc濾波器中.脈動電壓將經過雙重濾波作用,使交流分量大部分被電感l阻止,即使有小部分通過了l,還要經過電容c的濾波作用使交流旁路,因此,在負載上的交流分量很小,從而達到了濾除交流的目的。
(2)lc-丌型濾波電路如圖所示。ijc-丌型濾渡器是由c型濾波器和lc濾波器組合而成,濾波過程t交流電整流後先經c型濾波器濾波,然後再經lc濾波器濾波.所以丌型濾波器效能比lc和c型濾波器都要優越,在rl上獲得的電壓將更平滑。
(3)由於lc-7c型濾渡器前面接有電容,所以這種濾波器的外特性和電容濾波器相似。
lc濾波器是利用電感的感抗 LC濾波器原理
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lc濾波器是利用電感的感抗 LC濾波器簡介
什麼是lc濾波器?關於lc濾波器的相關引數 截止頻率 fc 保持輸入訊號的幅度不變,改變頻率使輸出訊號降至最大值的0.707倍,也就是說輸出訊號從最大值衰減了3db,這個點對應的訊號頻率稱為截止頻率,這個點也被稱為半功率點,因為在對應的頻寬內其功率減少至之前的一半,而人對半功率以外的訊號不是太敏感,...
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