电容滤波的原理_生活广记

电容滤波电路的原理分析
【电容滤波的原理】
图1
图1为单相桥式整流、电容滤波电路。在分析电容滤波电路时，要特别注意电容器两端电压vC对整流元件导电的影响，整流元件只有受正向电压作用时才导通，否则便截止。
负载RL未接入（开关S断开）时的情况：设电容器两端初始电压为零，接入交流电源后，当v2为正半周时，v2通过D1、D3向电容器C充电；v2为负半周时，经D2、D4向电容器C充电，充电时间常数为
其中Rint包括变压器副绕组的直流电阻和二极管D的正向电阻。由于Rint一般很?。?缛萜骱芸炀统涞绲浇涣鞯缪箆2的最大值
，极性如图1所示。由于电容器无放电回路，故输出电压（即电容器C两端的电压vC）保持在
，输出为一个恒定的直流，如图2中wt<0（即纵坐标左边）部分所示。
图2
接入负载RL（开关S合上）的情况：设变压器副边电压v2从0开始上升（即正半周开始）时接入负载RL，由于电容器在负载未接入前充了电，故刚接入负载时v2
<
vC，二极管受反向电压作用而截止，电容器C经RL放电，放电的时间常数为
因τd一般较大，故电容两端的电压vC按指数规律慢慢下降，其输出电压vL
=
vC，如图2的ab段所示。与此同时，交流电压v2按正弦规律上升。当v2>vC时，二极管D1、D3受正向电压作用而导通，此时v2经二极管D1、D3一方面向负载RL提供电流，另一方面向电容器C充电（接入负载时的充电时间常数tc
=(
RL
||
Rint)C≈Rint
C很?。??vC将如图2中的bc段，图中bc段上的阴影部分为电路中的电流在整流电路内阻Rint上产生的压降。vC随着交流电压v2升高到接近最大值
。然后， v2又按正弦规律下降。当v2
<
vC时，二极管受反向电压作用而截止，电容器C又经RL放电，vC波形如图2中的cd段。电容器C如此周而复始地进行充放电，负载上便得到如图2所示的一个近似锯齿波的电压vL
=
vC，使负载电压的波动大为减小。
RC电路中电容C与电阻R串联，滤波效果主要由不同频率在两个元件上的分压不同得到的。
（1）低频w?。?容抗1/wc比电阻R大，则此时由电容上得到的分压比较大。
（2）高频w大，容抗1/wc比电阻R小，此时电容上得到的分压小。
所以，低通滤波电路的输出是在电容上的电压，低频分压大而高频分压?。桓咄?瞬ㄊ涑鍪堑缱璧缪?nbsp;，低频分压小而高频分压大。
背景：
滤波是信号处理中的一个重要概念。滤波分经典滤波和现代滤波。
经典滤波的概念，是根据富立叶分析和变换提出的一个工程概念。根据高等数学理论，任何一个满足一定条件的信号，都可以被看成是由无限个正弦波叠加而成。换句话说，就是工程信号是不同频率的正弦波线性叠加而成的，组成信号的不同频率的正弦波叫做信号的频率成分或叫做谐波成分。只允许一定频率范围内的信号成分正常通过，而阻止另一部分频率成分通过的电路，叫做经典滤波器或滤波电路。
实际上，任何一个电子系统都具有自己的频带宽度（对信号最高频率的限制），频率特性反映出了电子系统的这个基本特点。而滤波器，则是根据电路参数对电路频带宽度的影响而设计出来的工程应用电路。
用模拟电子电路对模拟信号进行滤波，其基本原理就是利用电路的频率特性实现对信号中频率成分的选择。根据频率滤波时，是把信号看成是由不同频率正弦波叠加而成的模拟信号，通过选择不同的频率成分来实现信号滤波。
当允许信号中较高频率的成分通过滤波器时，这种滤波器叫做高通滤波器。
当允许信号中较低频率的成分通过滤波器时，这种滤波器叫做低通滤波器。
当只允许信号中某个频率范围内的成分通过滤波器时，这种滤波器叫做带通滤波器。
理想滤波器的行为特性通常用幅度-频率特性图描述，也叫做滤波器电路的幅频特性。
对于滤波器，增益幅度不为零的频率范围叫做通频带，简称通带，增益幅度为零的频率范围叫做阻带。