详解滤波器的工作原理和分类

时间： 2024-06-28 来源：维爱普官网

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滤波器有很多种类？无论哪一种类型的滤波器都离不开线圈、铁芯及铁氧体，电容包括电容器的并联及串联来组成滤波器，滤波器的工作原理是什么？本文一起来和维爱普学习下。

一、滤波器及其工作原理

由于直流电的频率为零，故容抗为无穷大，直流电不能通过电容器。电感具有储能作用，可以将电能转换为磁能储存起来。

电感特性是对交流电的阻力很大，这个阻力称为“感抗”，用XL表示感抗。电感器的感抗与电感L的大小以及交流电的频率f成正比，即电感量越大，感抗越大，频率越高则感抗越大。

电子电路利用这种特性来进行滤波，分离高频和低频。

感抗计算公式为：XL=2πfL。

XL为感抗，单位：欧姆；

f为交流电频率，单位：赫兹；

L为电感量，单位：亨利。

电容器它具有充放电能力，对交流电的阻力作用很小，这种特性称为“容抗”。容抗与电容量及交流电的频率成反比，即电容量越大则容抗越小，频率越高则容抗也越小。其容抗公式为Xc=1/2πfC。

Xc为容抗，单位：欧姆；

C为电容量，单位：法拉；

f为交流电频率，单位：赫兹。

简单地理解为滤波器无论直流、交流电流通过线圈绕组时，它是都有阻碍作用的，这样它就具有频率选择作用的电路或运算处理系统，具有滤除噪声和分离各种不同信号的功能。滤波器可以抑制交流电源线上输入的干扰信号及信号传输线上感应的各种干扰。

滤波器分为交流电源滤波器、信号传输线滤波器和去耦滤波器。交流电源滤波器大量应用在开关电源的系统中，既可以抑制外来的高频干扰，又可以抑制开关电源向外发送干扰。来自50Hz的工频电源或雷击等瞬变干扰，经电源线侵入电子设备，这种干扰以共模和差模方式传播，可用电源滤波器滤除。

在滤波电路中，有很多专用的滤波元件（如铁氧体磁环），它们可以改善电路的滤波特性，恰当地设计和使用滤波器是抗干扰技术的重要手段。例如，开关电源通过传导和辐射出的噪声有差模和共模之分，差模噪声采用π型滤波器抑制。

二、滤波器的分类

滤波器的类型按处理信号形式分为：模拟滤波器和数字滤波器。

按功能分为：低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器。

按电路组成分为：LC无源，RC无源，由特殊元件构成的无源滤波器，RC有源滤波器等。

按传递函数微分方程的阶数分为：一阶、二阶、高阶滤波器。

1、直流电源滤波器

这种结构的电源滤波器适合各类电子设备中使用，例如：精密仪器、复印机、通讯设备、程控交换机、光端机、开关电源等。

另外，用于电气设备中还有输入输出电抗器、直流平波电抗器、正弦波滤波器、变频器专用滤波器、电容器串联电抗器、单相电抗器等。

2、共模电感滤波器

共模电感也称为共模扼流圈，常用于电脑的开关电源中过滤共模电磁干扰信号在板卡设计中，共模电感也是起EMI滤波的作用，用于抑制高速认号线产生的电磁波向外辐射发射。

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