常见滤波@@电路@@分析技巧@@

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在@@整流电路输出@@的电压是@@单向脉动性电压@@,不能直接给电子电路使@@用@@。所以@@要对输出@@的电压进行滤波@@@@, 消除电压中@@的交流成分@@@@,成为@@直流电后@@给电子电路使@@用@@。在@@滤波@@电路@@中@@@@@@,主要使@@用对交流电有特殊阻抗特性@@的器件@@,如@@:电容器@@、电感器@@。本文对其各种形式的滤@@波@@电路@@进行分析@@。

滤波@@电路@@种类@@

滤波@@电路@@主要有下列几种@@:电容滤波@@电路@@@@,这是@@最基本的滤@@波@@电路@@@@;π 型@@ RC 滤波@@电路@@;π 型@@ LC 滤波@@电路@@;电子滤波@@器@@电路@@。

滤波@@原理@@

1. 单向脉动性直流电压的特点@@

如@@图@@@@ 1(a)所示@@。是@@单向脉动性直流电压波形@@,从图@@中@@@@可以看出@@,电压的方向性无论在@@何时都是@@一致的@@, 但在@@电压幅度上@@是@@波动的@@,就是@@在@@时间轴上@@@@,电压呈现出周期性的变化@@,所以@@是@@脉动性的@@。

但根据波形分解原理可知@@,这一电压可以分解一个直流电压和@@一组频率不同的交流电压@@,如@@图@@@@ 1(b)所示@@。在@@图@@@@ 1(b)中@@,虚线部分是@@单向脉动性直流电压@@ U。中@@的直流成分@@,实线部分是@@@@ UO 中@@的交流成分@@。

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2. 电容滤波@@原理@@@@

根据以上@@的分析@@,由于@@单向脉动性直流电压可分解成交流和@@直流两部分@@。在@@电源电路的滤@@波@@@@电路中@@@@,利用@@电容器@@的@@“隔直通交@@”的特性@@和@@储能特性@@@@,或者利用@@电感@@“隔交通直@@”的特性@@可以滤除电压中@@的交流成分@@@@。图@@ 2 所示@@是@@@@电容滤波@@原理@@@@图@@@@@@。

图@@ 2(a)为@@整流电路的输出@@电路@@。交流电压经整流电路之后@@输出@@的是@@单向脉动性直流电@@,即电路中@@的@@@@ UO。

图@@ 2(b)为@@电容滤波@@电路@@@@@@。由于@@电容@@ C1 对直流电相当于开路@@,这样@@整流电路输出@@的直流电压不能通过@@C1 到地@@,只有加到负载@@ RL 图@@为@@@@ RL 上@@。对于整流电路输出@@的交流成分@@, 因@@ C1 容量较大@@, 容抗较小@@,交流成分通过@@ C1 流到地@@端@@,而不能加到负载@@ RL。这样@@,通过电容@@ C1 的滤@@波@@, 从单向脉动性直流电中@@取出了所需要的直流电压@@ +U。

滤波@@电容@@ C1 的容量越大@@,对交流成分的容抗越小@@,使@@残留在@@负载@@ RL 上@@的交流成分越小@@,滤波@@效果就越好@@。

电容滤波@@原理@@@@图@@@@

3. 电感滤波@@原理@@@@

图@@ 3 所示@@是@@@@电感滤波@@原理@@@@图@@@@@@。由于@@电感@@ L1 对直流电相当于通路@@@@,这样@@整流电路输出@@的直流电压直接加到负载@@ RL 上@@。

电感滤波@@原理@@@@图@@@@

对于整流电路输出@@的交流成分@@,因@@ L1 电感量较大@@,感抗较大@@,对交流成分产生很大的阻碍作用@@,阻止了交流电通过@@ C1 流到加到负载@@ RL。这样@@,通过电感@@ L1 的滤@@波@@,从单向脉动性直流电中@@取出了所需要的直流电压@@ +U。

滤波@@电感@@ L1 的电感量越大@@,对交流成分的感抗越大@@,使@@残留在@@负载@@ RL 上@@的交流成分越小@@,滤波@@效果就越好@@,但直流电阻也会增大@@。

π 型@@ RC滤波@@电路@@识图@@方法@@

图@@ 4 所示@@是@@@@ π 型@@ RC 滤波@@电路@@。电路中@@的@@ C1、C2 和@@ C3 是@@ 3 只滤波@@电容@@@@,R1 和@@ R2 是@@滤波@@电阻@@@@,C1、R1 和@@C2 构成@@第一节@@ π 型@@的@@ RC 滤波@@电路@@, C2、R2 和@@ C3 构成@@ 第二节@@ π 型@@ RC 滤波@@电路@@。由于@@这种滤波@@电路@@@@的形式如@@同希腊字母@@ π 和@@采用了电阻器@@、电容器@@,所以@@称为@@@@ π 型@@ RC 滤波@@电路@@。

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π 型@@ RC 滤波@@电路@@原理如@@下@@:

(1)这一电路的滤@@波@@@@原理是@@@@:从整流电路输出@@的电压首先经过@@ C1 的滤@@波@@,将大部分的交流成分滤除@@,然后@@再加到@@由@@ R1 和@@ C2 构成@@的滤@@波@@电路@@中@@@@@@。C2 的容抗与@@@@ R1 构成@@一个分压电路@@,因@@ C2 的容抗很小@@,所以@@对交流成分的分压衰减量很大@@,达到滤波@@目的@@。对于直流电而言@@,由于@@ C2 具有隔直作用@@,所以@@ R1 和@@ C2 分压电路对直流不存在@@分压衰减的作用@@,这样@@直流电压通过@@ R1 输出@@。

(2)在@@ R1 大小不变时@@,加大@@ C2 的容量可以提高滤波@@效果@@,在@@ C2 容量大小不变时@@@@,加大@@ R1 的阻值@@可以提高滤波@@效果@@。但是@@@@,滤波@@电阻@@ R1 的阻值@@不能太大@@,因@@为@@流过负载的直流电流要流过@@ R1,在@@ R1 上@@会产生直流压降@@,使@@直流输出@@电压@@ Uo2 减小@@。R1 的阻值@@越大@@,或流过负载的电流越大时@@,在@@ R1 上@@的压降越大@@,使@@直流输出@@电压@@越低@@。

(3)C1 是@@第一节滤波@@电容@@@@,加大@@容量可以提高滤波@@效果@@。但是@@@@ C1 太大后@@@@,在@@开机时对@@ C1 的充电时间很长@@,这一充电电流是@@流过整流二极管的@@,当充电电流太大@@、时间太长时@@,会损坏整流二极管@@。所以@@采用这种@@ π 型@@ RC 滤波@@电路@@可以使@@@@ C1 容量较小@@,通过合理设计@@ R1 和@@ C2 的值@@来进一步提高滤波@@效果@@。

(4)这一滤波@@电路@@中@@@@共有@@ 3 个直流电压输出@@端@@,分别输出@@@@ Uo1、 Uo2 和@@ Uo3 三组直流电压@@。其中@@@@, Uo1 只经过电容@@ C1 滤波@@;Uo2 则经过了@@ C1、 R1 和@@ C2 电路的滤@@波@@@@,所以@@滤波@@效果更好@@, Uo2 中@@的交流成分@@更小@@;Uo3 则经过了@@ 2 节滤波@@电路@@的滤@@波@@@@@@,滤波@@效果最好@@,所以@@ Uo3 中@@的交流成分@@最少@@。

 (5)3 个直流输出@@电压的大小@@是@@不同的@@。Uo1 电压最高@@,一般这一电压直接加到功率放大器电路@@,或加到需要直流工作电压最高@@@@、工作电流最大的电路中@@@@@@;Uo2 电压稍低@@,这是@@因@@为@@电阻@@ R1 对直流电压存在@@电压降@@;Uo3 电压最低@@,这一电压一般供给前级电路作为@@直流工作电压@@,因@@为@@前级电路的直流工作电压比较低@@,且要求直流工作电压中@@的交流成分@@少@@。

π型@@ LC滤波@@电路@@识图@@方法@@

图@@ 5 所示@@是@@@@ π 型@@ LC 滤波@@电路@@。π 型@@ LC 滤波@@电路@@与@@@@ π 型@@ RC 滤波@@电路@@基本相同@@。这一电路只是@@将滤波@@电阻@@换成滤波@@电感@@@@,因@@为@@滤波@@电阻@@对直流电和@@交流电存在@@相同的电阻@@,而滤波@@电感@@对交流电感抗大@@,对直流电的电阻小@@,这样@@既能提高滤波@@效果@@,又不会降低直流输出@@电压@@。

在@@图@@@@ 5 的电路中@@@@,整流电路输出@@的单向脉动性直流电压先经电容@@ C1 滤波@@,去掉大部分交流成分@@,然后@@再加到@@ L1 和@@ C2 滤波@@电路@@中@@@@。

π型@@ LC滤波@@电路@@

对于交流成分而言@@, L1 对它的感抗很大@@,这样@@在@@@@ L1 上@@的交流电压降大@@,加到负载上@@的交流成分小@@。

对直流电而言@@, 由于@@ L1 不呈现感抗@@, 相当于通路@@,同时滤波@@电感@@采用的线径较粗@@,直流电阻很小@@,这样@@对直流电压基本上@@没有电压降@@,所以@@直流输出@@电压比较高@@,这是@@采用电感滤波@@器的主要优点@@。

电子滤波@@器@@识图@@方法@@

1. 电子滤波@@器@@

图@@ 6 所示@@是@@@@电子滤波@@器@@@@。电路中@@的@@ VT1 是@@三极管@@,起到滤波@@管作用@@, C1 是@@ VT1 的基极滤波@@电容@@@@,R1 是@@ VT1 的基极偏置电阻@@,RL 是@@这一滤波@@电路@@的负载@@,C2 是@@输出@@电压的滤@@波@@电容@@@@。

电子滤波@@器@@

电子滤波@@电路@@工作原理如@@下@@:

① 电路中@@的@@ VT1、 R1、 C1 组成电子滤波@@器@@电路@@@@,这一电路相当于一@@ 只容量为@@@@ C1×β1 大小电容器@@@@,β1 为@@ VT1 的电流放大倍数@@,而晶体管的电流放大倍数@@比较大@@,所以@@等效电容量很大@@,可见电子滤波@@器@@的滤@@波@@性能是@@很好的@@。等效电路如@@图@@@@@@ 6(b)所示@@。图@@中@@@@ C 为@@等效电容@@。

 ② 电路中@@的@@ R1 和@@ C1 构成@@一节@@ RC 滤波@@电路@@, R1 一方面为@@@@ VT1 提供基极偏置电流@@,同时也是@@滤波@@电阻@@@@@@。由于@@流过@@ R1 的电流是@@@@ VT1 的基极偏置电流@@,这一电流很小@@, R1 的阻值@@可以取得比较大@@,这样@@ R1 和@@ C1 的滤@@ 波效果就很好@@,使@@ VT1 基极上@@直流电压中@@的交流成分@@很少@@。由于@@发射极电压具有跟随基极电压的特性@@@@,这样@@ VT1 发射极输出@@电压中@@交流成分也很少@@,达到滤波@@的目的@@。

③ 在@@电子滤波@@器@@中@@@@,滤波@@主要是@@靠@@ R1 和@@ C1 实现的@@,这也是@@@@ RC 滤波@@电路@@,但与@@前面介绍的@@ RC 滤波@@电路@@是@@不同的@@。在@@这一电路中@@流过负载的直流电流是@@@@ VT1 的发射极电流@@@@,流过滤波@@电阻@@@@ R1 的电流是@@@@ VT1 基极电流@@,基极电流@@很小@@,所以@@可以使@@滤波@@电阻@@@@ R1 的阻值@@设得很大@@(滤波@@效果好@@),但不会使@@直流输出@@电压@@下降很多@@。

④ 电路中@@的@@ R1 的阻值@@大小决定了@@ VT1 的基极电流@@大小@@,从而决定了@@ VT1 集电极与@@发射极之间的管压降@@,也就决定了@@ VT1 发射极输出@@直流电压大小@@,所以@@改变@@@@ R1 的大小@@,可以调整直流输出@@电压@@ +V 的大小@@。

 2. 电子稳压滤波@@器@@

电子稳压原理@@

图@@ 7 所示@@是@@@@另一种电子稳压滤波@@器@@@@,与@@前一种电路相比@@,在@@ VT1 基极与@@地端之间接入了稳压二极管@@ VD1。电子稳压原理@@如@@下@@:

在@@ VT1 基极与@@地端之间接入了稳压二极管@@ VD1 后@@,输入电压经@@ R1 使@@稳压二极管@@ VD1 处于反向偏置状态@@,此时@@ VD1 的稳压特性@@使@@@@ VT1 管的基极电压稳定@@,这样@@ VT1 发射极输出@@的直流电压也比较稳定@@。注意@@:这一电压的稳定特性@@是@@由于@@@@ VD1 的稳压特性@@决定的@@,与@@电子滤波@@器@@电路@@本身没有关系@@。

R1 同时还是@@@@ VD1 的限流保护电阻@@。在@@加入稳压二极管@@ VD1 后@@,改变@@ R1 的大小@@不能改变@@@@ VT1 发射极输出@@电压大小@@,由于@@ VT1 的发射结存在@@@@ PN 结电压降@@,所以@@发射极输出@@电压比@@ VD1 的稳压值@@略小@@。

C1、 R1 与@@ VT1 同样组成电子滤波@@器@@电路@@@@@@,起到滤波@@作用@@。

在@@有些场合下@@,为@@了进一步提高滤波@@效果@@,可采用双管电子滤波@@器@@电路@@@@,2 只电子滤波@@管构成@@了复合管电路@@。这样@@总的电流放大倍数@@为@@各管电流放大倍数之积@@,显然可以提高滤波@@效果@@。

电源滤波@@电路@@识图@@小结@@

关于电源滤波@@电路@@分析主要注意@@以下几点@@:

(1)分析滤波@@电容@@工作原理时@@,主要利用@@电容器@@的@@@@“隔直通交@@”特性@@,或是@@充电与@@放电特性@@@@,即整流电路输出@@单向脉动性直流电压时对滤波@@电容@@充电@@,当没有单向脉动性直流电压输出@@时@@,滤波@@电容@@对负载放电@@。

(2)分析滤波@@电感@@工作原理时@@,主要是@@认识电感器@@对直流电的电阻很小@@、无感抗作用@@,而对交流电存在@@感抗@@。

(3)进行电子滤波@@器@@电路@@分析时@@,要知道电子滤波@@管基极上@@的电容是@@滤波@@的关键金宝博@@手机登录@@ 。另外@@,要进行直流电路的分析@@,电子滤波@@管有基极电流@@和@@集电极@@、发射极电流@@,流过负载的电流是@@@@电子滤波@@管的发射极电流@@@@@@,改变@@基极电流@@大小可以调节电子滤波@@管集电极与@@发射极之间的管压降@@@@,从而改变@@电子滤波@@器@@输出@@的直流电压大小@@。

(4)电子滤波@@器@@本身没有稳压功能@@,但加入稳压二极管之后@@可以使@@输出@@的直流电压比较稳定@@。

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