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lc滤波器原理,lc滤波和rc滤波区别

时间:2023-05-03 07:45:14 阅读:20344 作者:17

首先,关于面积,RC滤波器更容易集成,并且毫无疑问成本较低,LC滤波器由于电感的存在而要求更大的片上面积。 RC滤波器电路因电阻的存在而必然有损耗,而LC滤波器理论上可以消除损耗。

这里想提到LC谐振电路。

LC谐振电路可以在电路中起到“频率选择”的作用,实际上可以被看作带通滤波器。 并联谐振串联谐振x=xlxcxlxcx=frac { x _ l * x _ c } { x _ LX _ c } x=xlxcxlxc谐振时的LC并联阻抗无限大,相当于开路,输出电流幅度最大。 X=X L X c X=X_L X_c X=XL Xc谐振时的LC串联连接阻抗为0,相当于短路,输出电压振幅最大。 h(j)=I2I1=11jq )

ω 0 − ω 0 ω ) H(jomega)=frac{i_2}{i_1}=frac{1}{1+jQ(frac{omega}{omega_0}-frac{omega_0}{omega})} H(jω)=i1​i2​​=1+jQ(ω0​ω​−ωω0​​)1​其中 Q = R ω 0 L Q=frac{R}{omega_0L} Q=ω0​LR​ H ( j ω ) = u 2 u 1 = 1 1 + j Q ( ω ω 0 − ω 0 ω ) H(jomega)=frac{u_2}{u_1}=frac{1}{1+jQ(frac{omega}{omega_0}-frac{omega_0}{omega})} H(jω)=u1​u2​​=1+jQ(ω0​ω​−ωω0​​)1​其中 Q = R ω 0 L Q=frac{R}{omega_0L} Q=ω0​LR​幅频特性为幅频特性同并联LC

得到的两种谐振电路频率特性曲线如下:

也可以从能量存储角度思考,输入信号偏离谐振频率时,谐振网络呈容抗或感抗特性,能量会被存储。而谐振频率时,容抗和电抗之间的能量相互转换,能量不会被损耗,实现了选频滤波的作用。

但现实中,LC谐振肯定会存在损耗 R 0 R_0 R0​,不过损耗比较小,这个时候只需要补偿LC损耗的那部分能量就可以了,通过加放大器或者buffer可以实现。而RC滤波器的损耗还包括R本身的损耗,损耗更大。
如下图所示的resonant buffer,通过反相器提供LC谐振网络损耗掉的能量。

3. 大电流负载时,由于RC滤波电路会浪费掉太多的能量,所以不建议使用;此时应选择LC滤波器。
4. 滤波级数越多效果越好,但考虑到成本和损耗的问题,最多不要超过3级。
5. RC滤波电路一般用在低频电路中,LC滤波器一般用在高频电路中。

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