LC滤波器应用的频率范围为1kHz~15GHz由于受限于其中电感的Q值,频率响应的截至区不够陡峭。
1, RC滤波器相对于LC滤波器来说,更容易小型化或者集成,LC相对体积就大多了;

2, RC滤波器有耗损,LC滤波器理论上可以无耗损;
3, RC比LC的体积要小,成本要底;
4, RC用在低频电路中,LC滤波一般用在高频电路中;
5, 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; 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
6, 滤波级数越多效果也好,但是带来的是损耗和成本越高,所以不建议超过3级;
7, RC滤波器一般常与运算放大器组合使用,构成有源滤波器,多作为低频信号的滤波。例如,在锁相环路中作为环路滤波器使用
整流与滤波电路原理
你学过傅里叶变换吗?任何周期函数都可以用分解成不同频率的正余弦函数,然后根据LC电路滤波和谐振就可以得到相应频率的正弦波了。去看看信号与系统这本书就行了,关键你得懂高等数学和复变函数呀。
请问如何用LC,RC,RL,运放元件分别搭建带阻滤波器?
一、整流电路
整流电路的关键问题是利用二极管的单向导电性,将交流电压变换成单相脉动电压。单相整流电路可分半波、全波、桥式、倍压整流等。由于半波整流电路只在电源的半个周期工作,电源利用率低,输出波形脉动较大,且电路简单。
1、全波整流电路
如下图所示,全波整流是由两个单相半波整流电路组成的,变压器的二次线圈的中心抽头把U2分成两个大小相等,方向相反的U21和U22
图1 全波与桥式整流电路
工作原理:在正弦交流电源的正半周,VD1正向导通,VD2反向截至,电流经VD1,负载电阻RL回到变压器中心抽头0点,构成回路,负载得到半波整流电压和电流。
同理,在电源的负半周,VD2导通,VD1截止。电流经VD2,RL流回到变压器中心抽头0点,负载RL又得到半波电压和电流。在负载上得到的电压和电流波形图见图2a。
电路一直重复上述过程,由此可见,全波整流电路的两只二极管VD1,VD2是轮流工作的。
2、桥式整流电路
如上图b)所示,单相桥式整流电路由电源变压器T,整流二极管VD1VD2VD3,VD4和负载电阻RL组成。与全波整流电路一样,变压器将电网交流电压变换成整流电路所需的交流电压,设
当电源电压处于U2的正半周时,变压器二次绕组的a端电位高于b端电位,VD1,VD3在正向电压作用下导通,VD2和VD4在反向电压作用下截止,电流从变压器二次绕组的a端出发,经VD1,RL,VD3,由b端返回构成通路。由电流通过负载电阻RL,输出电压Uo=U2。
相同原理可以分析电源电压处于负半周的情况。

在交流电压的整个周期内,整流器件在正负半周内各导通一次,负载电阻始终有电流通过,并且保持为同一方向,得到两个半波电压和电流,如图2b所示。所以桥式整流也是一种全波整流电路
图2 全波与桥式整流电压电流波形图
二、滤波电路
整流电路可以使交流电转换为脉动直流电,这种脉动直流电不仅包含直流分量,还有交流分量。但是需要的是直流分量,因此必须把脉动直流中的交流分量去掉。从阻抗观点看,电感线圈的直流电阻很小,而交流阻抗很大;电容器的直流电阻很大,交流电阻很小。如果组合起来就能很好地滤除交流分量。这种组合就是滤波器。常用的滤波电路有以下几种形式。
1、电容滤波电路
如下图就是电容滤波电路,即在负载两端并联一只电容。
工作原理:利用电容两端电压不能突变的特性,当二级管导通时,一方面给负载供电,另一方面对电容充电。充电到一定程度,电容开始经过负载电阻放电。放电速度较慢,会持续到交流电的负半周,然后再重复上述过程。
输出电压的大小和脉动程度与放电时间常数有关。
桥式整流电容滤波后,输出电压Uo=(11~14)U2。滤波电容选用几十微法以上的电解电容,要注意其耐压值应高于14倍U2。
2、电感滤波电路
如果要求负载电流较大时,输出电压仍较平稳,则采用电感滤波电路。如下图所示。
电感线圈上的直流阻抗很小,所以脉动直流电压中的直流分量很容易通过电感线圈,几乎全部到达负载电阻RL,而电感对交流的阻抗很大,所以脉动电压中的交流分量很难通过电感线圈。由于电感和负载电阻串联,对交流分量可看成一个分压器,如果电感的感抗比负载电阻大很多,那么交流分量将大部分降在电感上,这样就可以将脉动较大的直流输出变为较平稳的直流输出
RC滤波电路和LC滤波电路的区别
设低通滤波器的截止频率为 f1,高通滤波器的截止频率为 f2;
当输入信号分别通过高、低通滤波器,然后再叠加将得到两种不同的滤波效果;
如果 f1>f2,Uo 得到的是带通滤波器;
如果 f1<f2,Uo 得到的是带通滤波器;
上面是一阶的 RL、RC电路组合而成的二阶滤波器电路,但是滤波效果没有 LC 构成的滤波效果好;
如下图示
LC串联时就构成了二阶带阻滤波器,LC并联时就构成了二阶带通滤波器了;

RC滤波器和LC滤波器从理论上来说,只要参数合理,都可以构成你需要参数的滤波器!但是从工程实际上来说,一般RC用于低频滤波,LC用于高频滤波,原因是具体的实际电路中器件的功能限制!比如说假如你需要用LC型构成一个低频滤波器,那么你会根据理论计算会得到一个电感量很大的值,这意味着在设计电路中你需要一个体积和重量都很大的电感才能构成你的电路,另一方面体积重量过大的电感自然会有很大的绕线电阻,造成过大的信号损耗和较低的品质因数!相反,高频应用时,电感和电容体积都很小,还可以得到很高的品质因数。同理,如果RC用于较高的频率,意味着具有很小的RC时间常数,这就需要很小的电阻和很大电容才能满足要求,而往往实际电路中可能无法购买到足够小容量的电阻,而容量很大的电容也意味着有很大的分布电感和电阻。而且RC滤波器对器件的精度要求较敏感,在低频滤波时,由于时间常数比较大可能影响相对较小,但是高频时就轻微的偏差就会导致很大的误差!再有就是实际RC滤波电路在高频时具有有较大的寄生参数,导致特性变坏!
至于你说的一个电容直接连接到地的这种情况,也要分情况讨论,假如你的电路从信号源出来直接连接一个电容,没有负载,这种情况从理论上讲(不考虑实际电容的寄生参数),不同频率的交流分量电容都会呈现不同的阻抗,频率越高,电容对其阻抗越小,也即电容对频率越高的信号对地旁路越厉害(电容的阻抗与信号的频率成反比例函数关系)。这种你也可以认为是一种滤波器,但是他和RC的不同就是这种滤波器的频响曲线是无法构成那种有一定通带平坦度的滤波器的。
但是大部分的情况是是滤波器是一定要接负载的,即使你只将一个电容直接接到地,你后端的负载相当于和前面的电容构成了RC滤波器,还是具有一定的时间常数的!
这个解释清楚吗?


