电子设计教程36：LC并联谐振滤波器

青旅半醒 2023-03-01 12:30 40阅读 0赞

LC的谐振频率可以表示为：  
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假设有外部信号施加在LC并联电路上，会发生哪些现象呢？在信号频率比较低的时候，电容的容抗很大，信号难以通过，可以把电容这一支路理解为断路，电路主要表现出感性阻抗；在信号频率比较高的时候，电路表现出容性阻抗。不论是容性还是感性，都会存在相位的移动，就像周期信号通过电容或电感都会有相位移动一样。当信号频率正好为谐振频率时，电路表现出阻性阻抗，且无相位移动。在理想状态下，阻抗无穷大。  
  关于LC电路在谐振频率下的阻抗，是可以通过严格的数学表达式求解的，但写出来比较麻烦，本文按以下方法简化分析：  
  假设有个频率为fo的交流电源，施加在LC并联网络上。由于LC并联网络没有损耗，所以也无需电源提供任何能量，即不会有任何电流留入LC并联网络。从电源的角度来看，就好像接了一个阻抗无穷大的“电阻”。实际应用时，电路当然会存在损耗，当考虑LC电路的损耗时，为了维持自激振荡，每一次振荡消耗多少能量，那么外部电源就会补充多少能量，从电源的角度来看，仍然可以认为电源在为某个电阻提供能量。所以，LC并联网络在谐振频率下，可以理解为电阻，表现出阻性。  
  利用这个原理可以制作LC谐振滤波器。如果信号频率等于谐振频率，那么LC电路相当于阻值很大的电阻，所以大部分电压会分配在LC并联网络上。LC并联谐振滤波器如下图。  
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下图是LC并联谐振滤波器的增益与相位仿真，使用的软件是Tina TI.理论上来讲，电感为2.2uH，电容为1nF，那么谐振频率为3.39MHz。可以看出在谐振频率附近，幅度衰减最小，相位移动最小。

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LC也可以组成串联的谐振滤波器，不过由于滤波效果差，不怎么实用。  
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