濾波電路常用于濾去整流輸出電壓中的紋波,一般由電抗元件組成,如在負(fù)載電阻兩端并聯(lián)電容器C,或與負(fù)載串聯(lián)電感器L,以及由電容,電感組成而成的各種復(fù)式濾波電路。
而濾波的概念就是根據(jù)傅里葉分析和變換提出的一個(gè)工程概念。電信號是不同頻率的正弦波線性疊加而成的,組成信號的不同頻率的正弦波叫做信號的頻率成分或叫做諧波成分。只允許一定頻率范圍內(nèi)的信號成分正常通過,而阻止另一部分頻率成分通過的電路,叫做濾波電路。
濾波是信號處理中的一個(gè)重要概念。濾波分經(jīng)典濾波和現(xiàn)代濾波。
根據(jù)高等數(shù)學(xué)理論,任何一個(gè)滿足一定條件的信號,都可以被看成是由無限個(gè)正弦波疊加而成。換句話說,就是工程信號是不同頻率的正弦波線性疊加而成的,組成信號的不同頻率的正弦波叫做信號的頻率成分或叫做諧波成分。只允許一定頻率范圍內(nèi)的信號成分正常通過,而阻止另一部分頻率成分通過的電路,叫做經(jīng)典濾波器或?yàn)V波電路。濾波電路常用于濾去整流輸出電壓中的紋波,一般由電抗元件組成,如在負(fù)載電阻兩端并聯(lián)電容器C,或與負(fù)載串聯(lián)電感器L,以及由電容、電感組成而成的各種復(fù)式濾波電路。
濾波電路分類
濾波電路可大致分為有源濾波電路和有源濾波電路。
無源濾波電路的結(jié)構(gòu)簡單,易于設(shè)計(jì),但它的通帶放大倍數(shù)及其截止頻率都隨負(fù)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(fù)載時(shí)采用LC(電感、電容)電路濾波。
有源濾波電路的負(fù)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(電阻、電容)網(wǎng)絡(luò)和集成運(yùn)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(shí)還可以進(jìn)行放大。但電路的組成和設(shè)計(jì)也較復(fù)雜。有源濾波電路不適用于高電壓及大電流的場合,只適用于信號處理。
濾波電路典型應(yīng)用案例——整流
整流電路的輸出電壓不是純粹的直流,從示波器觀察整流電路的輸出,與直流相差很大,波形中含有較大的脈動(dòng)成分,稱為紋波。為獲得比較理想的直流電壓,需要利用具有儲能作用的電抗性元器件(如電容、電感)組成的濾波電路來濾除整流電路輸出電壓中的脈動(dòng)成分以獲得直流電壓。
說一個(gè)概念,脈動(dòng)系數(shù)。脈動(dòng)系數(shù)(S)=輸出電壓交流分量的基波值/輸出電壓的直流分量。在衡量電路性能的各種方法中,用電壓或電流的幅值和平均值衡量是為直觀的方法,因此,我們用電壓或電流的基波幅值與其平均值之比,稱為脈動(dòng)系數(shù)。
半波整流輸出電壓的脈動(dòng)系數(shù)為S=1.57,全波整流和橋式整流的輸出電壓的脈動(dòng)系數(shù)S≈O.67。對于全波和橋式整流電路采用C型濾波電路后,其脈動(dòng)系數(shù)S=1/(4(RLC/T-1)(T為整流輸出的直流脈動(dòng)電壓的周期)。
以上就是關(guān)于濾波電路基本概念、原理、分類、作用及應(yīng)用案例的知識介紹,在濾波電路中,主要使用對交流電有特殊阻抗特性的器件,如:電容器、電感器。