LC滤波器，是指将电感(L)与电容器 ©进行组合设计构成的滤波电路，可去除或通过特定频率的无源器件。电容器具有隔直流通交流，且交流频率越高越容易通过的特性。而电感则具有隔交流通直流，且交流频率越高越不易通过的特性。因此，电容器和电感是特性完全相反的被动元器件，通过将电容和电感组合，就可去除或通过特定频率的信号。

1 LC滤波器的种类

LC滤波器按所通过信号的频段分为以下三类

1.1 低通滤波器(LPF)

低通滤波器是一种用于传递直流或者低频信号，衰减高频信号的滤波器。
作为被最广泛使用的滤波器电路，主要用于剔除高频噪声。此外，音响中用于剔除低音用扬声器的高音/中音成分。

1.2 高通滤波器(HPF)

高通滤波器是允许高于某一截频的频率通过，而大大衰减较低频率的一种滤波器。这种滤波器被用于剔除听阈的低频噪声，或剔除高音用扬声器的中音/低音成分等。

1.3 带通滤波器(BPF)

带通滤波器是用来只允许特定频率的信号通过，屏蔽其他频率信号的滤波器电路。这种滤波器被用于收音机的选台(调整频率)、或剔除中音用扬声器的低音/高音成分等。

2 低通滤波器的种类

电容器和电感，虽然各自单独具有噪声去除效果，但是通过将2个零部件进行组合，就可获得更大的噪声去除效果。串联连接的电感以隔断高频噪声，用并联连接的电容器来使高频噪声旁通的方式发挥作用。但是，噪声去除效果也会随输入侧和输出侧各自的外部阻抗的高低而改变。譬如，即使试图用低阻抗的电容器来使噪声旁通，如果输出阻抗更低，则噪声会流向负荷侧。相反，即使试图以高阻抗的电感来隔断噪声，如果输出阻抗更高，则噪声会流向负荷侧。因此，外部阻抗高时，将电容器配置在附近；外部阻抗低时，将电感配置在附近。如上所述，考虑外部阻抗，低通滤波器可区分为以下4类。

2.1 L型滤波器(1)

应用场景：输入阻抗 ⇒ 高；输出阻抗 ⇒ 低时

2.2 L型滤波器(2)

应用场景：输入阻抗 ⇒ 低；输出阻抗 ⇒ 高时

2.3 π型滤波器

应用场景输入阻抗 ⇒ 高；输出阻抗 ⇒ 高时

2.4T型滤波器

应用场景：输入阻抗 ⇒ 低；输出阻抗 ⇒ 低时

相比L型滤波器，π型和T型滤波器的噪声去除效果更好，因而还要考虑这方面的因素来选定电路。

3 低通滤波器的零部件选择

要在信号电路上从信号波形去除噪声时，必须选定在信号频率下不会衰减而在噪声频率下衰减会增大的零部件常数。要在电源电路上从直流电压去除噪声时，由于直流的衰减为零，因而只考虑噪声频率的衰减量。
滤波器的衰减特性(频率引起的衰减量的变化)可通过计算来求得，但实际的电容器和电感除了纯粹的静电电容和电感外还包含有影响性能的成分，因而无法单纯地计算。
在L型滤波器上标示出基于电容器和电感的实际等效电路的电路图。
电容器上除了静电电容©外还包含有等效串联电阻(ESR)和等效串联电感(ESL)，电感上除了电感(L)外还包含有直流电阻(DCR)和杂散电容(Cp)。

电容器若只是C成分，频率越高阻抗低，噪声吸收效果越好，但在实际的电容器上则根据ESR来决定阻抗的下限值，并且阻抗在高频域会随ESL而升高，变得不易吸收噪声。
此外，电感若只是L成分，频率越高阻抗高，噪声隔断效果越好，但实际上阻抗会随电感器中所包含的Cp而在高频域下降，噪声的隔断效果下降。

再者，各自的成分也会随频率而发生值的变化，因而将这些因素全都考虑进来选定零部件就变得相当难。
因此，LC滤波器上经常会使用模拟工具来选定零部件。
通常，模拟工具上可使用按零部件的型号别提供的S参数或SPICE模型，来计算每个频率的正确的衰减量。

4 仿真

在线仿真路径

需求：射频噪声中包括AM频带(1MHz左右)和FM频带(80MHz左右)，选定在这2个频带衰减量满足-60dB以上的零部件。
另外，前提条件是假定输入/输出阻抗为50Ω。
目标频率： 1MHz, 80MHz
目标衰减量：-60dB
输入/输出阻抗：150Ω

1 仿真条件
从L型、π型、T型中选择。
今本次选择π型，并将输入/输出阻抗设定为50Ω。

** 2 选择使用零部件**
从已被登录的零部件中选择任意的电容器型号和电感型号。
本次在①100μF的电容器和10μH的电感、②10μF的电容器和1μH的电感这2个条件下进行了模拟。

** 3 仿真结果**
模拟结果，满足目标值的为选定②的组合。实际上进行电路和零部件的各种组合的模拟，选定最佳的零部件。

本次模拟中得出的结果是，C值和L值小的组合，比C值和L值大的组合更满足目标值。这取决于在高频域电容器的ESL和电感的Cp有较大的影响。
在低频域(大致在0.1MHz以下)，ESL和Cp的影响小，衰减量大致上只由C值和L值来决定，因而C值和L值大的①的衰减量增大。但是，在像FM频带(80MHz)那样的高频域，ESL和Cp的值大的①的衰减量减小，因而衰减量发生了逆转。
(如果是相同规格的零部件，C值大的ESL也会增大，此外，L值大的Cp也会增大)
如上所述，在进行LC滤波器的设计时，如果不考虑电容器的ESL和电感的Cp选定零部件，就会得到与预测不同的结果，对此要予以注意。

欢迎一起讨论技术问题，求关注！

B-004 LC滤波器的基础知识相关推荐

lc电路在计算机中应用,LC电路的基础知识介绍
LC电路 LC电路,也称为谐振电路.槽路或调谐电路,是包含一个电感(用字母L表示)和一个电容(用字母C表示)连接在一起的电路. LC电路可以用作电谐振器(音叉的一种电学模拟),储存电路共振时振荡的能量 ...
经久不衰的卡尔曼滤波器：基础知识及公式推导
作者 | Zeal 编辑 | 汽车人原文链接:https://zhuanlan.zhihu.com/p/578920168 点击下方卡片,关注"自动驾驶之心"公众号 ADAS巨 ...
DCDC开关电源电磁兼容（三）电源EMI滤波器相关基础知识（插入损耗与lisn50Ω阻抗的关系）
这里写目录标题前言所用相关资料与书籍滤波器的指标:插入损耗滤波器插入损耗对比实验电路图常见滤波器种类滤波器插入损耗的计算说明部分插入损耗与lisn50Ω阻抗的关系前言如果不在产品电源 ...
数字电路基础知识系列（一）之LC滤波器基础知识
针对设计过程中问题,如有疑问,欢迎留言讨论!点我返回目录 1 简介 LC滤波器是指将电感(L)与电容(C)进行组合设计构成的滤波电路,其主要的目的是滤除无用频率的信号. 电容的特点:隔直流,通交流.频 ...
非常详细的滤波器基础知识
滤波器是射频系统中必不可少的关键部件之一,主要是用来作频率选择----让需要的频率信号通过而反射不需要的干扰频率信号. 经典的滤波器应用实例是接收机或发射机前端,如图1.图2所示: 从图1中可以看到 ...
CV：计算机视觉技术之图像基础知识(一)—以python的cv2库来了解计算机视觉图像基础(傅里叶变换-频域-时域/各种滤波器-线性-非线性-均值-中值-高斯-双边)
CV:计算机视觉技术之图像基础知识(一)-以python的cv2库来了解计算机视觉图像基础(傅里叶变换-频域-时域/各种滤波器-线性-非线性-均值-中值-高斯-双边) 目录一.图像中的傅里叶变换 1 ...
数字信号处理（FIR滤波器的设计与原理及基础知识）
FIR滤波器的设计与原理及基础知识有限长单位脉冲响应(FIR)滤波器的设计方法线性相位FIR滤波器的特点: 幅度特性: 窗函数设计法窗口函数对理想特性的影响: 梳状滤波器有限长单位脉冲响应(F ...
python入门004～创建属于自己的第一个python3项目～基础知识的讲解
上一节带领大家成功的安装了pthon3,并且在开发者工具pycharm里配置了python,这一节就开始带领大家学习python3的基础知识了. 如果你还没有安装python3,也没有安装开发者工具p ...
中点和中值滤波的区别_滤波器基础知识简介
从图1中可以看到,滤波器广泛应用在接收机中的射频.中频以及基带部分.虽然对这数字技术的发展,采用数字滤波器有取代基带部分甚至中频部分的模拟滤波器,但射频部分的滤波器任然不可替代.因此,滤波器是射频系统 ...

B-004 LC滤波器的基础知识