水台
⽆源滤波器设计与选型
简介：
⽆源滤波器，顾名思义，就是不需要额外提供电源。滤波器⼀般是由电容器、电感和电阻适当组合⽽成。
有源滤波器就需要⽤到运放等。
⽆源滤波电路的结构简单，易于设计，但它的通带放⼤倍数及其截⽌频率都随负载⽽变化，因⽽不适⽤于信号处理要求⾼的场合，⼀般我是⽤来接在DC-DC的电源后⾯消除纹波⼲扰，因为DC-DC电源虽然效率⾼，但是由于开关管的噪声会导致输出电压具有纹波，这种直流电压如果直接给运放等芯⽚供电的话明显是不合格的。 在B站的⼀篇⽂章⾥写到LC输出滤波器可以抑制电源的⾼频纹波，可以与电源故有的输出电容构成π型滤波，受到⼤家的喜爱，但它对电源的动态性能有巨⼤影响，有可能引起⾃激振荡。这是由于LDO内部有着极为复杂的补偿电路，但它基本为阻性负载设计。
因此在这⾥不建议在LDO后⾯再添加LC滤波。
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1、RC滤波器
RC滤波器实际上是电阻器和电容器形成的与频率相关的分压器。
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当输⼊信号的频率低时，电容的阻抗相对于电阻的阻抗⾼， 因此，⼤部分输⼊电压在电容上（即负载两端）
当输⼊频率较⾼时，电容器的阻抗相对于电阻器的阻抗较低，这意味着电容上的电压降低，并且较少的电压传输到负载。因此，低频通过并且⾼频被阻挡，这就是低通滤波器！
当然，这是⼀个定型的描述，在实际电路设计中我们需要⼀个准确的，能定量描述的⽅式帮助我们设计电路。
截⽌频率
信号在经过滤波器以后不会引起显着衰减的频率范围称为通带，显著衰减的频率范围称为阻带。
RC低通滤波器的截⽌频率实际上是输⼊信号幅度降低3dB的频率（选择该值是因为幅度降低3dB对应于功率降低50％）
⼀般截⽌频率为。
更加具体的内容可以通过ADI的中⽂科普了解，⽐如理论计算、⼆阶RC等等。在此特别感谢ADI的资料~真的特别喜欢ADI这家公司2、π型RC 滤波器
RC滤波⼀般⽤在电流⼩要求不⾼的电路中，因为电阻要消耗⼀部分直流电压，R不能取得很⼤。
典型电路如下图所⽰：
电路中的C1、C2是两只滤波电容，R1是滤波电阻，C1、R1和C2构成⼀阶π型RC滤波电路。
f =c 2πRC 1
从IN输⼊端进⼊的电压⾸先经过C1的滤波，将⼤部分的交流成分滤除，再加到由R1和C2构成的滤波电路中，电容C2进⼀步对交流成分进⾏滤波，有少量的交流电流通过C2到达地平⾯。
此处加⼤C1、C2的容量可以获得更好的滤波效果。由RC滤波器我们可以知道如果C2容量不变，加⼤R1也可以获得更好的滤波效果，但是R1会造成压降，所以不宜太⼤。
3、LC 滤波器
下图是LC滤波器的电路图：
其中LC滤波器还有⼀个谐振频率，它和截⽌频率⼀样是
。
漩涡混匀器值得注意的是：我在MULTISIM仿真中发现他在截⽌频率的时候，其实不是-3dB，刚好在拐点这⾥。根据查阅的相关资料说明：
LC低通滤波器的截⽌频率没有以0.707倍定义，⽽是直接使⽤了谐振频率点。
有待以后验证。
f =c 2πLC 1
4、π型LC 滤波器面波仪
分析思路基本上与π型RC滤波器差不多，在此不做赘述。
5、实际应⽤
在单车项⽬中我⽤了TI公司的TPS5430芯⽚，这个应该是我⽬前以来⽤过最顺⼿的芯⽚了，可以以较少的外围电路完成5V3A的输出，现在我需要对他进⾏⼀次后级滤波来减少纹波的⼲扰。图中红框部分是π型LC滤波器。
pet打包带生产线根据datasheet可知，开关管的频率是固定的500KHz，所以会引⼊的纹波噪声频率也为500K左右。
通过⽰波器也可以看出频率⼤约在500KHz，幅度。
这⾥⽰波器读出来的频率明显不准确，主要是纹波上叠加的⾼频噪声太多了，此时频率计算应该是V =p −p 20mV f ==2div ∗1us 1500Khz
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