濾波電路
在音頻發燒友群體中，在火腿群體中，在所有電子愛好者群體中，濾波電路可以說是老生常談的話題了。有些人只聞其名，不見其形。尤其是集成電路大行其道的今天，分立元件搭建的形象的濾波電路就更是難覓其蹤了。本期是《典型電路雜談》的第一期，小編將向您介紹濾波電路。如果您想開始學習電路知識，不妨來持續關注一下《典型電路雜談》這個連載欄目，也許它會啟發你的電路認知思路。
濾波電路基本概念
濾波的概念就是根據傅里葉分析和變換提出的一個工程概念。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。只允許一定頻率範圍內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。根據高等數學理論，任何一個滿足一定條件的信號，都可以被看成是由無限個正弦波疊加而成。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。只允許一定頻率範圍內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，叫做經典濾波器或濾波電路。濾波電路常用於濾去整流輸出電壓中的紋波，一般由電抗元件組成，如在負載電阻兩端並聯電容器C，或與負載串聯電感器L，以及由電容、電感組成而成的各種複式濾波電路。
濾波電路分類與原理
濾波電路可大致分為有源濾波電路和有源濾波電路。
無源濾波電路的結構簡單，易於設計，但它的通帶放大倍數及其截止頻率都隨負載而變化，因而不適用於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，比如直流電源整流後的濾波，或者大電流負載時採用LC（電感、電容）電路濾波。
有源濾波電路的負載不影響濾波特性，因此常用於信號處理要求高的場合。有源濾波電路一般由RC（電阻、電容）網絡和集成運放組成，因而必須在合適的直流電源供電的情況下才能使用，同時還可以進行放大。但電路的組成和設計也較複雜。有源濾波電路不適用於高電壓及大電流的場合，只適用於信號處理。
濾波電路作用
濾波電路的基本作用是讓某種頻率的電流通過或阻止某種頻率的電流通過。濾波電路儘可能地減小脈動的直流電壓中的交流成分，保留其直流成分，使輸出電壓紋波係數降低，波形變得比較平滑。
濾波電路典型應用案例——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成分以獲得直流電壓。
最後說一個概念，脈動係數。脈動係數（S）=輸出電壓交流分量的基波最大值／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最為直觀的方法，因此，我們用電壓或電流的基波幅值與其平均值之比，稱為脈動係數。
半波整流輸出電壓的脈動係數為S=1．57，全波整流和橋式整流的輸出電壓的脈動係數S≈O．67。對於全波和橋式整流電路採用C型濾波電路後，其脈動係數S=1／（4（RLC／T-1）（T為整流輸出的直流脈動電壓的週期）。
相信讀罷此文，您一定會對濾波電路及其原理有一個初步的瞭解。在《典型電路雜談》的後續文章中，我們還會繼續向您介紹更多的典型電路，敬請期待。
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