LC滤波电路分析,LC滤波电路原理及其时间常数的计算

LC滤波器具备结构简单、设备投资少、运行可靠性较高、运行费用较低等优势,应用很普遍。 LC滤波器又分为单调谐滤波器、高通滤波器、双调谐滤波器及三调谐滤波器等几种。html

  LC滤波主要是电感的电阻小,直流损耗小。对交流电的感抗大,滤波效果好。缺点是体积大,笨重。成本高。用在要求高的电源电路中。 RC滤波中的电阻要消耗一部分直流电压,R不能取得很大,用在电流小要求不高的电路中.RC体积小,成本低。滤波效果不如LC电路网络

  经常使用的滤波电路有无源滤波和有源滤波两大类。若滤波电路元件仅由无源元件(电阻、电容、电感)组成,则称为无源滤波电路。无源滤波的主要形式有电容滤波、电感滤波和复式滤波(包括倒L型、LC滤波、LCπ型滤波和RCπ型滤波等)。若滤波电路不只由无源元件,还由有源元件(双极型管、单极型管、集成运放)组成,则称为有源滤波电路。有源滤波的主要形式是有源RC滤波,也被称做电子滤波器。post

  无源滤波电路的结构简单,易于设计,但它的通带放大倍数及其截止频率都随负载而变化,于是不适用于信号处理要求高的场合。无源滤波电路一般用在功率电路中,好比直流电源整流后的滤波,或者大电流负载时采用LC(电感、电容)电路滤波。spa

  有源滤波电路的负载不影响滤波特性,所以经常使用于信号处理要求高的场合。有源滤波电路通常由RC网络和集成运放组成,于是必须在合适的直流电源供电的状况下才能使用,同时还能够进行放大。但电路的组成和设计也较复杂。有源滤波电路不适用于高电压大电流的场合,只适用于信号处理。 根据滤波器的特色可知,它的电压放大倍数的幅频特性能够准确地描述该电路属于低通、高通、带通仍是带阻滤波器,于是若是能定性分析出通带和阻带在哪个频段,就能够肯定滤波器的类型。 识别滤波器的方法是:若信号频率趋于零时有肯定的电压放大倍数,且信号频率趋于无穷大时电压放大倍数趋于零,则为低通滤波器;反之,若信号频率趋于无穷大时有肯定的电压放大倍数,且信号频率趋于零时电压放大倍数趋于零,则为高通滤波器;若信号频率趋于零和无穷大时电压放大倍数均趋于零,则为带通滤波器;反之,若信号频率趋于零和无穷大时电压放大倍数具备相同的肯定值,且在某一频率范围内电压放大倍数趋于零,则为带阻滤波器。设计

  LC滤波电路的组成:

  LC滤波器通常是由滤波电抗器、电容器和电阻器适当组合而成,与谐波源并联,除起滤波做用外,还兼顾无功补偿的须要;3d

  LC滤波电路的原理:

  LC滤波器也称为无源滤波器,是传统的谐波补偿装置。LC滤波器之因此称为无源滤波器,顾名思义,就是该装置不须要额外提供电源。LC滤波器通常是由滤波电容器、电抗器和电阻器适当组合而成,与谐波源并联,除起滤波做用外,还兼顾无功补偿的须要; LC滤波器按照功能分为LC低通滤波器、LC带通滤波器、高通滤波器、LC全通滤波器、LC带阻滤波器; 按调谐又分为单调谐滤波器、双调谐滤波器及三调谐滤波器等几种。 LC滤波器设计流程主要考虑其谐振频率及电容器耐压,电抗器耐流。htm

  LC滤波电路分析,LC滤波电路原理及其时间常数的计算

  在电子线路中,电感线圈对交流有限流做用,由电感的感抗公式XL=2πfL 可知,电感L越大,频率f越高,感抗就越大。所以电感线圈有通低频,阻高频的做用,这就是电感的滤波原理 下面是LC滤波电路实例 电感在电路最多见的做用就是与电容一块儿,组成LC滤波电路。咱们已经知道,电容具备“阻直流,通交流”的本领,而电感则有“通直流,阻交流,通低频,阻高频”的功能。若是把伴有许多干扰信号的直流电经过LC滤波电路(如图),那么,交流干扰信号大部分将被电感阻止吸取变成磁感和热能,剩下的大部分被电容旁路到地,这就能够抑制干扰信号的做用,在输出端就得到比较纯净的直流电流。blog

  LC滤波电路分析,LC滤波电路原理及其时间常数的计算

  在线路板电源部分的电感通常是由线径很是粗的漆包线环绕在涂有各类颜色的圆形磁芯上。并且附近通常有几个高大的滤波铝电解电容,这两者组成的就是上述的 LC滤波电路。另外,线路板还大量采用“蛇行线+贴片钽电容”来组成LC电路,由于蛇行线在电路板上来回折行,也能够看做一个小电感。get

  LC滤波电路分析,LC滤波电路原理及其时间常数的计算

  滤波电路的原理实际是L、c元件基本特性的组合利用。由于电容器的容抗xc=2nfc又1会随信号频率升高而变小,而电感器的感抗xl=2f会随信号频率升高而增大,若是把电容、电感进行串联、并联或混联应用,它们组合的阻抗也会随信号频率不一样而发生很人变化口这代表,不一样滤波电路会对某种频率信号呈现很小或很大的电抗,以至能让该频率信号顺利经过或阻碍它经过,从而起到选取某种频率信号和滤除某种频率信号的做用。io

  以图9—3(a)所示的滤波电路来讲,当有信号从左至右传输时,L对低频信号阻碍小,对高频信号阻碍大;C则对低频信号衰减少,对高频信号衰减大。所以该滤波电路容易经过低频信号,称为低通滤波电路。其特色可用图中的幅一频(UF特性f}}I线表示。 对于图9—3(b)所示的滤波电路来讲,容易经过高频信号,因此称为高通滤波电路。 对于图9—3(c)所示的滤波电路,它利用C l和L1串联对谐振信号阻抗小、C2和L7并联对谐 振信号阻抗大的特性,能让谐振信号f容易经过,而阻碍其余频率信号经过,因此称为带通滤波电路。该电路的这种特色可用图中的幅一频(U-F特性曲线归纳。 对于图9—3(d)所示的滤波电路,它利用Cl和Ll并联对谐振信号阻抗大、C,和L,,串联对谐振信号阻抗小的特色,容易让谐振频率之外的信号经过,而抑制谐振信号厂F经过,因此称为带阻滤波电路。该电路的特色可用图中的幅一频(U-F性曲线来归纳。

  LC滤波电路分析,LC滤波电路原理及其时间常数的计算

  LC滤波电路时间常数的计算:

  (1)rc振荡回路电容器的电压有:

  电压=U*exp(-t/rc)

  U表示电压初值,rc表示电阻电容,t为通过的时间,exp(-t/rc)表示e的-t/rc次方。

  时间常数τ =rc

  即电容电阻的乘积,引入时间常数后电压=U*exp(-t/τ)

  所以,零输入响应的电压变化是一个指数衰减的过程,理论上是无穷时间,但通常是到3~5个时间常数就认为衰减结束了。

  所以放电时间取决于时间常数τ =rc

  (2)对于lc振荡回路,状况比较复杂,你只记得于LC的乘积有关就能够了。

  详细的来讲,对通常的LRC回路按

  R》2*sqr(L/R)

  R=2*sqr(L/R)

  R《2*sqr(L/R)

  sqr(X)表示根号下(X)

  分为三种状况,大体地说,放电时间取决于电路中R,L,C的值,U不等于0而I=0时,电容经过L,R放电

  解二阶偏微分方程能够获得两个特征值如:

  p1=-(R/2L)+spr[(R/2L)*(R/2L)-1/LC]

  p1=-(R/2L)-spr[(R/2L)*(R/2L)-1/LC]

  电容电压=[U/(p2-p1)]*[p2exp(p1*t)-p1exp(p2*t)]

  据此能够分析电容放电时间与LRC的关系.

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