电子电路中的滤波器：利用电容滤波器平滑输出电压

整流电路虽然能把交流电转换为直流电，但是所得到的输出电压是单向脉动电压。大部分电子电路都需要加滤波器，以减少输出电压中的脉动成分。

1.电容滤波电路

在整流电路输出端与负载之间并联一个大电容量的电容器，构成最简单的电容滤波器，图6-6a为桥式整流电容滤波电路。

图6-6 桥式整流电容滤波电路

a）电路图 b）电压波形

滤波电路输出的波形可以用示波器在负载电阻两端检测到，还可以用双踪示波器进行对照性检测，并借助示波器对输入、输出电压的幅度、相位等参数进行对比测算。(www.xing528.com)

电容滤波器的工作原理利用了电容两端电压在电路状态改变时不能突变的特性。加了一个电容器后，当二极管导通时，一方面给负载R_L供电，另一方面对电容器C进行充电。充电时间常数τ_充电=2R_VDC，其中R_VD为二极管的正向导通电阻，其值非常小，充电电压u_C与上升的正弦波电压u₂一致，u_o=u_C≈u₂，当u_C充电到u₂的最大值2U₂时，u₂开始下降，且下降速率逐渐加快。当u₂<u_C时，四个二极管均截止，电容C经负载电阻R_L放电，放电时间常数τ_放电=R_LC，故放电较慢，直到负半周。在负半周，当u₂＞u_C时，另外两个二极管导通，再次给电容C充电，当u_C充电到u₂的最大值U₂时，u₂开始下降，且下降速率逐渐加快，当u₂＜u_C时，四个二极管再次截止，电容C经负载电阻R_L放电。如此重复上述过程。有电容滤波后，负载两端的输出电压如图6-6b所示。

由上述讨论可见，输出电压的大小和脉动程度与放电常数有关。若R_L开路，电容C无放电通路，将一直保持最大充电电压；若R_L很小，放电时间常数很小，下降很快，使得输出电压的脉动增大。

单相桥式整流电路带有电容滤波器后，其输出电压在U_o≈（1.1～1.4）U₂范围内，工程估算时认为U_o=1.2U₂。滤波电容的选择依据R_LC≥（3～5）T/2（T为交流电压的周期）；滤波电容常选用电容量为几十微法以上的电解电容器，其耐压值应高于。

2.其他滤波电路

除电容滤波外，还有电感滤波及由电容、电感或电阻组成的各种复式滤波电路。采用复式滤波电路可进一步提高滤波质量，使输出电压更加平滑。常见的有Γ形滤波器和Π形滤波器，Π形滤波器又有LC型和RC型，如图6-7所示。

复式滤波器的滤波效果可用示波器检测显示，并与简单滤波电路的滤波效果给以对照。