数字电路基础知识系列(六)之LC滤波器的基础知识

2023-05-16

针对设计过程的问题,如有疑问,欢迎留言讨论!点我返回目录


LC滤波器,是指将电感(L)与电容器 ©进行组合设计构成的滤波电路,可去除或通过特定频率的无源器件。电容器具有隔直流通交流,且交流频率越高越容易通过的特性。而电感则具有隔交流通直流,且交流频率越高越不易通过的特性。因此,电容器和电感是特性完全相反的被动元器件,通过将电容和电感组合,就可去除或通过特定频率的信号。

1 LC滤波器的种类

LC滤波器按所通过信号的频段分为以下三类

1.1 低通滤波器(LPF)

低通滤波器是一种用于传递直流或者低频信号,衰减高频信号的滤波器。
作为被最广泛使用的滤波器电路,主要用于剔除高频噪声。此外,音响中用于剔除低音用扬声器的高音/中音成分。
在这里插入图片描述

1.2 高通滤波器(HPF)

高通滤波器是允许高于某一截频的频率通过,而大大衰减较低频率的一种滤波器。这种滤波器被用于剔除听阈的低频噪声,或剔除高音用扬声器的中音/低音成分等。
在这里插入图片描述

1.3 带通滤波器(BPF)

带通滤波器是用来只允许特定频率的信号通过,屏蔽其他频率信号的滤波器电路。这种滤波器被用于收音机的选台(调整频率)、或剔除中音用扬声器的低音/高音成分等。
在这里插入图片描述

2 低通滤波器的种类

电容器和电感,虽然各自单独具有噪声去除效果,但是通过将2个零部件进行组合,就可获得更大的噪声去除效果。串联连接的电感以隔断高频噪声,用并联连接的电容器来使高频噪声旁通的方式发挥作用。但是,噪声去除效果也会随输入侧和输出侧各自的外部阻抗的高低而改变。譬如,即使试图用低阻抗的电容器来使噪声旁通,如果输出阻抗更低,则噪声会流向负荷侧。相反,即使试图以高阻抗的电感来隔断噪声,如果输出阻抗更高,则噪声会流向负荷侧。因此,外部阻抗高时,将电容器配置在附近;外部阻抗低时,将电感配置在附近。如上所述,考虑外部阻抗,低通滤波器可区分为以下4类。

2.1 L型滤波器(1)

应用场景:输入阻抗 ⇒ 高;输出阻抗 ⇒ 低 时
在这里插入图片描述

2.2 L型滤波器(2)

应用场景:输入阻抗 ⇒ 低;输出阻抗 ⇒ 高 时
在这里插入图片描述

2.3 π型滤波器

应用场景输入阻抗 ⇒ 高;输出阻抗 ⇒ 高 时
在这里插入图片描述

2.4T型滤波器

应用场景:输入阻抗 ⇒ 低;输出阻抗 ⇒ 低 时
在这里插入图片描述
相比L型滤波器,π型和T型滤波器的噪声去除效果更好,因而还要考虑这方面的因素来选定电路。

3 低通滤波器的零部件选择

要在信号电路上从信号波形去除噪声时,必须选定在信号频率下不会衰减而在噪声频率下衰减会增大的零部件常数。要在电源电路上从直流电压去除噪声时,由于直流的衰减为零,因而只考虑噪声频率的衰减量。
滤波器的衰减特性(频率引起的衰减量的变化)可通过计算来求得,但实际的电容器和电感除了纯粹的静电电容和电感外还包含有影响性能的成分,因而无法单纯地计算。
在L型滤波器上标示出基于电容器和电感的实际等效电路的电路图。
电容器上除了静电电容©外还包含有等效串联电阻(ESR)和等效串联电感(ESL),电感上除了电感(L)外还包含有直流电阻(DCR)和杂散电容(Cp)。
在这里插入图片描述
电容器若只是C成分,频率越高阻抗低,噪声吸收效果越好,但在实际的电容器上则根据ESR来决定阻抗的下限值,并且阻抗在高频域会随ESL而升高,变得不易吸收噪声。
此外,电感若只是L成分,频率越高阻抗高,噪声隔断效果越好,但实际上阻抗会随电感器中所包含的Cp而在高频域下降,噪声的隔断效果下降。
在这里插入图片描述

再者,各自的成分也会随频率而发生值的变化,因而将这些因素全都考虑进来选定零部件就变得相当难。
因此,LC滤波器上经常会使用模拟工具来选定零部件。
通常,模拟工具上可使用按零部件的型号别提供的S参数或SPICE模型,来计算每个频率的正确的衰减量。

4 仿真

在线仿真路径

需求:射频噪声中包括AM频带(1MHz左右)和FM频带(80MHz左右),选定在这2个频带衰减量满足-60dB以上的零部件。
另外,前提条件是假定输入/输出阻抗为50Ω。
目标频率 : 1MHz, 80MHz
目标衰减量 :-60dB
输入/输出阻抗 :150Ω

1 仿真条件
从L型、π型、T型中选择。
今本次选择π型,并将输入/输出阻抗设定为50Ω。
在这里插入图片描述
** 2 选择使用零部件**
从已被登录的零部件中选择任意的电容器型号和电感型号。
本次在①100μF的电容器和10μH的电感、②10μF的电容器和1μH的电感这2个条件下进行了模拟。
在这里插入图片描述
** 3 仿真结果**
模拟结果,满足目标值的为选定②的组合。实际上进行电路和零部件的各种组合的模拟,选定最佳的零部件。
在这里插入图片描述
本次模拟中得出的结果是,C值和L值小的组合,比C值和L值大的组合更满足目标值。这取决于在高频域电容器的ESL和电感的Cp有较大的影响。
在低频域(大致在0.1MHz以下),ESL和Cp的影响小,衰减量大致上只由C值和L值来决定,因而C值和L值大的①的衰减量增大。但是,在像FM频带(80MHz)那样的高频域,ESL和Cp的值大的①的衰减量减小,因而衰减量发生了逆转。
(如果是相同规格的零部件,C值大的ESL也会增大,此外,L值大的Cp也会增大)
如上所述,在进行LC滤波器的设计时,如果不考虑电容器的ESL和电感的Cp选定零部件,就会得到与预测不同的结果,对此要予以注意。

欢迎一起讨论技术问题,求关注!

本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系:hwhale#tublm.com(使用前将#替换为@)

数字电路基础知识系列(六)之LC滤波器的基础知识 的相关文章

  • C++ day37 标准模板库STL初识

    文章目录 简介是什么 xff1a 容器类模板 xff0c 迭代器类模板 xff0c 函数对象模板 xff0c 算法模板的集合STL不是面向对象编程 xff0c 而是泛型编程 xff01 历史 xff1a 1994年发布 模板类vector示
  • STM32烧录 Error:Flash Download Failed-“Cortex-M3“ 解决方案—ST-Link调试

    STM32烧录 Error Flash Download Failed 34 Cortex M3 34 解决方案 ST Link调试 开发环境介绍设置步骤1 于Device中选择与你的开发板相匹配的芯片 xff0c 一般主芯片上都有标注2
  • SQL (十四)插入数据(insert语句,把数据插入表中)

    文章目录 插入完整的行 xff1a values子句不安全写法安全写法 xff1a 在表名后的括号明确给出列名小结 插入行的一部分 xff1a 简单插入某些查询的结果 xff08 即检索出的数据 xff09 xff1a insert sel
  • 模2除法(CRC冗余码计算)和二进制/十进制除法

    文章目录 CRC循环冗余检验 xff1a 余数为0就没出错 xff1b 不能确定哪几个比特出错了二进制除法 xff08 和十进制除法其实一样 xff01 xff09 模2除法 xff08 不同于二进制除法 xff01 本质就是异或而已 xf
  • latex超链接Argument of \Hy@setref@link has an extra }.错误解决

    用了 usepackage url 来在文章中写了超链接 xff0c 如 url https www baidu com 但是直接编译后没有颜色 xff0c 就是黑色的 xff0c 参考文献也是黑色的 加入下面两句代码可以让超链接显示出颜色
  • 希捷移动硬盘更换文件系统(exfat vs NTFS)

    毕业资料多 xff0c 专门买了个移动硬盘 xff0c 希捷的 2T 第一次买移动硬盘 xff0c 以为和常规U盘一样 xff0c 买来没仔细看说明书就直接用上了 xff0c 但是使用过程中老出问题 xff0c 比如从featurize平台
  • LPWAN——Sigfox实战经验介绍

    0 序 最近半年的时间一直在从事这方面的开发工作 xff0c 到目前为止对于Sigfox有一定想法和经验 xff0c 同时目前国内对于该技术的使用和应用还处在刚刚起步的阶段 xff0c 很多博客对Sigfox的讲解是一个浅尝辄止的介绍 xf
  • 拉格朗日乘子法详解(Lagrange multiplier)

    最近在视频的变换编码里推导最优变换 xff08 KL变换 xff09 时需要用拉格朗日乘子法 xff0c 之前在机器学习的各种优化问题里也要用到这个方法 xff0c 特此仔细钻研一番 xff0c 总结如下 xff1a 注 xff1a 这篇博
  • MATLAB求解规划问题(线性规划, 整数规划, 非线性规划)

    文章目录 基础知识规划问题的数学模型的三个要素解 线性规划Linear Programing理论示例 整数规划理论示例 非线性规划理论示例 生产实践中 xff0c 经常会遇到很多资源分配的问题 xff0c 如何分配各种资源以获得最大经济效益
  • matlab画三维图像(plot3,mesh,surf)

    二维函数的图像必须用三维坐标系画 xff0c 很多函数的图像长得很好看 xff0c 很有意思 会可视化也会有利于我们理解更深刻 xff08 1 xff09 plot3 三维曲线图 在网上看到这图觉得挺好看 xff1a t 61 0 pi 3
  • 智能小车学习笔记

    教程 视频教程 xff1b 资源网站 xff1b 可以获取模块的基础资料 xff1b 有刷电机有损耗 电机选型考虑 xff1a 转速和额定电压 xff1b 电机的力矩 xff0c 减速电机减速箱的作用 xff1a 减速 增大力矩 xff08
  • C++ 容器详解

    顺序容器vectorlistdequestackqueuepriority queue 关联容器mapmultimapsetmultiset 无序容器容器的互相比较迭代器 顺序容器 顺序容器类型特点vector可变大小数组支持快速随机访问
  • Cmake入门&运行保存C/C++文件

    Cmake入门 amp 运行保存C C 43 43 文件 在ubuntu创建 保存 运行c 43 43 文件CMake入门创建文件编译 参考 最近在学习Intel realsense T265双目视觉 xff0c 其中一步需要创建源文件ma
  • NVIDIA Jetson TX2 上手指南

    文章目录 一个性能强大的边缘设备我和 NVIDIA Jetson TX2 的初体验Fresh Your TX2为什么在第一步取消Host Machine可能遇到的问题 用上最好的性能 xff0c 小风扇跳舞吧 xff5e xff5e 运行一
  • extern "C"的作用以及为什么要使用extern "C"

    实现c 43 43 代码能够调用其他c语言代码 xff0c 加上extern 34 C 34 后 xff0c 这部分代码编译器以c语言的方式进行编译和链接 xff0c 而不是按c 43 43 方式原因 xff1a c和c 43 43 对同一
  • 什么是链表?(图解)

    一 xff1a 链表是什么 1 链表是物理存储单元上非连续的 非顺序的存储结构 xff0c 数据元素的逻辑顺序是通过链表的指针地址实现 xff0c 有一系列结点 xff08 地址 xff09 组成 xff0c 结点可动态的生成 2 结点包括
  • C++ STL各个容器的区别

    1 STL容器分类 xff1a STL的容器可以分为以下几个大类 一 顺序 xff08 序列 xff09 容器 xff0c 有vector list deque string stack 适配器类 queue 适配器类 priority q
  • Bat脚本-编译及烧录keil-MDK工程

    目录 概述背景需求需求分析需求实现实现功能使用示例1 修改脚本中的编译软件路径2 将脚本的文件路径加入系统的环境变量3 通过Vscode 进行调用 可进一步优化的方向总结 概述 本文主要讲述的是一个关于调用keil MDK的软件编译对应单片
  • ubuntu部署http服务器

    一 安装apache2 sudo apt install y apache2 二 配置环境 默认是80端口 xff0c 防止冲突自定义端口 xff1a 8001 1 修改 etc apache2 ports conf文件j监听端口 List

随机推荐

  • c/c++math.h标准库

    math h数学函数 这个库中所有可用的函数取double参数并返回double的结果 abs 绝对值 acos 反余弦 acosh 反双曲余弦 asin 反正弦 asinh 反双曲正弦 atan2 两个参数的反正切 atan 反正切 at
  • Linux Simulink打不开——unable to run the MATLABWindow application on Linux

    Linux Simulink打不开 unable to run the MATLABWindow application on Linux 解决办法 xff1a 解决办法 xff1a 参考网页 xff1a https www mathwor
  • RTX移植STM32F103,超详细~

    目录 RTX移植前言移植1 创建工程2 配置工程3 添加LED文件4 编写测试代码5 编译烧录 RTX移植 往期回顾 为什么需要RTOS 前言 keil RTX是一款应用广泛的嵌入式RTOS xff0c 具体可见官网 为什么需要RTOS x
  • 基于28035的ePWM触发ADC采样设计

    目录 前言实验目的实验要求硬件电路实验步骤代码解释实验结果总结体会 前言 玖道最近在做一个开关电源项目 xff0c 需要用到TI 的TMS320F28035 芯片 xff0c 实现控制电路的设计 简单来说就是利用28035采集信号量 xff
  • 浅析DSP28035的看门狗模块

    目录 背景工作原理结构与寄存器代码实验结果总结 背景 嵌入式系统通常会使用DSP来实现控制功能 xff0c 比如开关电源的数字控制 试想如果DSP中程序出现Bug 崩溃 跑飞了怎么办 xff1f 如果不及时处理 xff0c 这对整个嵌入式系
  • 浅析TMS320F28035的GPIO模块

    目录 GPIO简介硬件电路软件代码总结 通用输入输出端口 General Purpose Input Output GPIO 几乎是学习包括DSP xff0c 单片机在内的微处理器的第一步 GPIO的功能包括基本的输入 xff0c 输出 x
  • Ubuntu 20.04下配置 HAL 汇编开发环境教程

    目录 安装解压配置环境变量测试 案例 安装 环境 xff1a Ubuntu 20 04 安装包 xff1a linux64 hla tar gz 这里安装的是64位的 xff0c 具体与linux hla tar gz有什么不同 xff0c
  • 为什么单片机需要时钟系统,时钟信号在单片机中扮演怎样的角色?

    现在想想 xff0c 我自学单片机都快一年了 我自学过8051 msp430和STM32 xff0c 做一些基本的小项目 xff0c 参加过2018年江苏省电子设计大赛 xff0c 还获得了一等奖 我懂 xff0c 也不懂单片机 不懂就要去
  • Spring Security OAuth2.0认证授权学习与使用~(更新中)

    Spring Security OAuth2 0认证授权学习与使用 1 1 什么是认证1 1 1 系统为什么要认证 xff1f 1 1 2 认证 1 2 什么是会话 xff1f 1 2 1 会话1 2 2 基于Session的认证方式如下图
  • Altium中PCB上走线镀锡的方法

    Altium中PCB上走线镀锡的方法 PCB设计时 有时候需要在不增加PCB走线宽度的情况下提高该走线通过大电流的能力 载流能力 通常的方法是给该导线镀锡 或者上锡 下面以在PCB顶层走线镀锡为例 使用AD09软件 简单介绍如何走线上锡处理
  • Arduino成长日记2 - Arduino编程基础

    上一篇讲述了什么是Arduino以及各类Arduino开发板的参数 xff0c 本篇开始介绍开发环境搭建以及一些编程基础 Arduino开发环境 开发环境即Arduino项目的编程环境 Arduino IDE xff0c Arduino集成
  • 通过QGC应用TFmini Plus

    TFmini QGC中所需设置参数 xff1a EKF2 RNG AID enable EKF2 RNG MODE Range sensor SENS TFMINI CFG TELEM SERIAL 4 最后一个参数如何确定是哪一通道 xf
  • C语言格式化字符串漏洞实验

    格式化字符串漏洞实验 在线实验环境 xff1a 格式化字符串漏洞实验 文章转载自 xff1a https github com shiyanlou seedlab blob master formatstring md 一 实验描述 格式化
  • C语言Socket编程(TCP与UDP)

    C语言Socket编程 xff08 TCP与UDP xff09 UDP xff1a span class token comment udp server c span span class token macro property spa
  • ubuntu 换源深层次解析

    换源也是一个容易出错的问题 xff0c 本文以树莓派为例展开 xff0c x86也是一样的操作 那么假设成立的话 xff0c 就要记住我们是在树莓派 xff08 arm xff09 上安装的ubuntu xff0c 不是X86 xff0c
  • 1运动规划概述

    Motion planning autonomous robot 总结一下什么是自主机器人 xff1a 首先我们需要状态估计 xff08 定位 xff09 xff1b 基于此 xff0c 利用传感器融合人建立一个周围环境的三维地图 xff1
  • 5轨迹生成

    文章目录 Introduction全局与局部方法全局与局部对比 轨迹生成T xff08 what xff09 为什么需要平滑轨迹呢Y why W how 微分平坦 xff08 Differential Flatness xff09 TQua
  • java--通过JNI调用动态链接库(dll、so、dylib)

    公司项目需要用到第三方qt插件 xff0c 由于业务是偏底层的 xff0c 基本上用不到jar包 xff0c 因此只能通过jni的方式调用 没学过c 43 43 xff0c 十多天的摸爬滚打一路过来不容易啊 xff01 今天总算跑通了 网上
  • 在头文件实现函数的重定义问题

    例如一个头文件headfile h这样写 pragma once bool Func return true 在这个头文件被多个地方包含的时候就会出问题 xff0c 链接时报错 FuncB报重定义 fatal error LNK1169 找
  • 数字电路基础知识系列(六)之LC滤波器的基础知识

    针对设计过程的问题 xff0c 如有疑问 xff0c 欢迎留言讨论 xff01 点我返回目录 LC滤波器 xff0c 是指将电感 L 与电容器 进行组合设计构成的滤波电路 xff0c 可去除或通过特定频率的无源器件 电容器具有隔直流通交流