一些经典的滤波电路
PCB新手初学必备50个经典应用电路实例分析
PCB新手初学必备50个经典应用电路实例分析PCB（Printed Circuit Board，印制电路板）是现代电子产品中不可或缺的核心部件之一，用于支持和连接电子元器件。
初学者在学习和掌握PCB设计时，了解一些经典的应用电路实例是很有帮助的。
下面将介绍50个经典的应用电路实例，并简单分析其工作原理。
1.电源滤波电路：用于去除电源输入中的噪声和干扰。
2.整流电路：将交流电信号转换为直流电信号，常见的电源电路。
3.电压调节电路：用于稳定输出电压，常见的稳压装置。
4.LED驱动电路：用于驱动LED显示器件的电路，常见于各种灯具。
5.小电力放大器电路：用于增加音频信号的功率，如小型扬声器。
6.音频滤波电路：用于调整音频信号的频率特性，如均衡器。
7.电源保护电路：用于保护电子设备免受过电压、过电流等情况的损害。
8.低通滤波器电路：用于通过低频信号，滤除高频信号。
9.高通滤波器电路：用于通过高频信号，滤除低频信号。
10.时钟电路：用于提供稳定的时钟信号，常见于数字系统。
11.振荡器电路：用于产生稳定的频率信号，如时钟振荡器。
12.多谐振荡电路：用于产生多频率的信号，常见于无线通信设备。
13.反相放大器电路：将输入信号进行反相放大。
14.非反相放大器电路：将输入信号进行非反相放大。
15.对数放大器电路：将输入信号进行对数放大，如用于音量控制。
16.线性电源电路：用于提供稳定的线性电源输出。
17.数字电源电路：用于提供稳定的数字电源输出。
18.温度控制电路：用于控制温度，如温度传感器和风扇控制电路。
19.温度补偿电路：用于对温度进行补偿，如精准控制设备。
20.模拟开关电路：用于模拟开关操作，如触摸传感器。
21.PWM控制电路：用于产生脉宽调制信号，如电机驱动器。
22.静电保护电路：用于保护电子器件不受静电干扰。
23.短路保护电路：用于保护电路免受短路损坏。
24.信号选择器电路：用于选择不同的输入信号，如多路音频选择器。
常见的滤波电路有哪些
常见的滤波电路有哪些在电子领域中，滤波电路是一种能够选择性地传递或抑制特定频率组分的电路。
它在各种电子设备中都扮演着重要的角色，用于去除噪音、解调信号、分离频率等。
下面将介绍几种常见的滤波电路及其特点。
1. 低通滤波器低通滤波器是一种能够通过低频信号而抑制高频信号的电路。
它在音频设备、通信系统等领域有广泛应用。
常见的低通滤波器包括RC低通滤波器、LC低通滤波器以及巴特沃斯低通滤波器等。
RC低通滤波器简单实用，适用于一些简单的信号处理需求；LC 低通滤波器具有更好的性能，适用于高频信号的处理；巴特沃斯低通滤波器具有更陡的衰减特性，常用于要求严格的通信系统中。
2. 高通滤波器高通滤波器则是相反的，能够通过高频信号而抑制低频信号。
它在音频均衡器、高速数据传输系统等方面有应用。
常见的高通滤波器包括RC高通滤波器、LC高通滤波器以及巴特沃斯高通滤波器等。
它们在不同场景下发挥着各自的优势，如RC高通滤波器简单易实现，LC高通滤波器性能更稳定，而巴特沃斯高通滤波器衰减特性更陡。
3. 带通滤波器带通滤波器是一种只允许特定频率范围信号通过的滤波电路。
它在频率分割、通信系统等方面有广泛的应用。
常见的带通滤波器包括陷波滤波器、共振器等。
陷波滤波器能够抑制指定频率附近的信号，常用于噪声消除；共振器则能够放大特定频率的信号，常用于电子仪器的频率选择。
4. 带阻滤波器带阻滤波器是一种能够抑制特定频率范围内信号而放行其他频率的滤波电路。
它在信号捕获、频率选择等方面有重要应用。
常见的带阻滤波器包括陷波滤波器、巴特沃斯带阻滤波器等。
陷波滤波器能够抑制指定频率的信号，常应用于干扰抑制；巴特沃斯带阻滤波器具有更陡的衰减特性，适用于高要求的信号处理场合。
总结不同类型的滤波器在电子领域中各有其独特作用，可以根据具体需求选择合适的滤波电路。
除了上述提到的常见滤波器外，还有许多其他类型的滤波电路，如梳状滤波器、数字滤波器等。
熟练掌握各类滤波器的原理和特点，对于电子工程师而言是非常重要的。
π型滤波电路
四种∏型RC滤波电路数字电源模拟电源阻抗公式：Z=R+i(ωL-1/ωC) ω=2пfR---电阻ωL----感抗 1/ωC-----容抗1．典型∏型RC滤波电路图7-27所示是典型的∏型RC滤波电路。
电路中的C1、C2是两只滤波电容，R1是滤波电阻，C1、R1和C2构成一节∏型RC滤波电路。
由于这种滤波电路的形式如同字母∏且采用了电阻、电容，所以称为∏型RC滤波电路。
ADP3211AMNG(集成电路IC)从电路中可以看出，∏型RC滤波电路接在整流电路的输出端。
这一电路的滤波原理是：从整流电路输出的电压首先经过C1的滤波，将大部分的交流成分滤除，见图中的交流电流示意图。
经过C1滤波后的电压，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到达地线，见图中的电流所示。
这一滤波电路中共有两个直流电压输出端，分别输出U01、U02两个直流电压。
其中，U01只经过电容C1滤波；U02则经过了C1、R1和C2电路的滤波，所以滤波效果更好，直流输出电压U02中的交流成分更小。
上述两个直流输出电压的大小是不同的，U01电压最高，一般这一电压直接加到功率放大器电路，或加到需要直流工作电压最高、工作电流最大的电路中，这是因为这一路直流输出电压没有经过滤波电阻，能够输出最大的直流电压和直流电流；直流输出电压U02稍低，这是因为电阻R1对直流电压存在电压降，同时由于滤波电阻R1的存在，这一滤波电路输出的直流电流大小也受到了一定的限制。
2．多节∏型RC滤波电路关于实用的滤波电路中通常都是多节的，即有几节∏型RC滤波电路组成，各节∏型RC滤波电路之间可以是串联连接，也可以是并联连接。
多节∏型RC滤波电路也是由滤波电容和滤波电阻构成。
图7-29所示是多节∏型RC滤波电路。
电路中，C1、C2、C3是三只滤波电容，其中C1是第一节的滤波电容，C3是最后一节的滤波电容。
R1和R2是滤波电阻。
π型滤波电路
数字电源模拟电源阻抗公式： Z=R+i(ωL-1/ωC) ω=2пfR---电阻ωL----感抗 1/ωC-----容抗1．典型∏型RC滤波电路图7-27所示是典型的∏型RC滤波电路。
电路中的C1、C2是两只滤波电容，R1是滤波电阻，C1、R1和C2构成一节∏型RC滤波电路。
由于这种滤波电路的形式如同字母∏且采用了电阻、电容，所以称为∏型RC滤波电路。
ADP3211AMNG(集成电路IC)从电路中可以看出，∏型RC滤波电路接在整流电路的输出端。
这一电路的滤波原理是：从整流电路输出的电压首先经过C1的滤波，将大部分的交流成分滤除，见图中的交流电流示意图。
经过C1滤波后的电压，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到达地线，见图中的电流所示。
这一滤波电路中共有两个直流电压输出端，分别输出U01、U02两个直流电压。
其中，U01只经过电容C1滤波；U02则经过了C1、R1和C2电路的滤波，所以滤波效果更好，直流输出电压U02中的交流成分更小。
上述两个直流输出电压的大小是不同的，U01电压最高，一般这一电压直接加到功率放大器电路，或加到需要直流工作电压最高、工作电流最大的电路中，这是因为这一路直流输出电压没有经过滤波电阻，能够输出最大的直流电压和直流电流；直流输出电压U02稍低，这是因为电阻R1对直流电压存在电压降，同时由于滤波电阻R1的存在，这一滤波电路输出的直流电流大小也受到了一定的限制。
2．多节∏型RC滤波电路关于实用的滤波电路中通常都是多节的，即有几节∏型RC滤波电路组成，各节∏型RC滤波电路之间可以是串联连接，也可以是并联连接。
多节∏型RC滤波电路也是由滤波电容和滤波电阻构成。
图7-29所示是多节∏型RC滤波电路。
电路中，C1、C2、C3是三只滤波电容，其中C1是第一节的滤波电容，C3是最后一节的滤波电容。
R1和R2是滤波电阻。
这一滤波电路的工作原理与上面的∏型RC滤波电路基本相同，这里再说明下列几点。
常见的滤波电路有哪些
常见的滤波电路有哪些
滤波电路概述
滤波电路常用于滤去整流输出电压中的纹波，一般由电抗元件组成，如在负载电阻两端并联电容器C，或与负载串联电感器L，以及由电容，电感组成而成的各种复式滤波电路。
滤波是信号处理中的一个重要概念。
滤波分经典滤波和现代滤波。
滤波电路分类
1、无源滤波电路
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。
2、有源滤波电路。
各种电源滤波电路解析
各种电源滤波电路解析小T[电子工程技术2017-06-13� ｀｀．点击上方蓝字关注我们！FOLLOW US ,． ，啊我有一本电子工程师技术手册（免费），你要不孛？《实用电工电路涌用图集》，这本电子书免费领取免费下载I 哈佛大学经典教材《电子学》（中文版）（点击上方标题，下载资料～）在整流电路输出的电压是单向脉动性电压，不能直接给电子电路使用。
所以要对输出的电压进行滤波，消除电压中的交流成分，成为直流电后给电子电路使用。
在滤波电路中，主要使用对交流电有特殊阻抗特性的器件，如：电容器、电感器。
本文对其各种形式的滤波电路进行分析。
x -、滤波电路种类�滤波电路主要有下列几种：电容滤波电路，这是最基本的滤波电路；T(型R C 滤波电路；T(型LC 滤波电路；电子滤波器电路。
X 二、滤波原理衾31.单向脉动性直流电压的特点如匿1(a)所示。
是单向脉动性直流电压波形，从圈中可以看出，电压的方向性无论在何时都是一致的，但在电压幅度上是波动的，就是在时间轴上，电压呈现出周期性的变化，所以是脉动性的。
但根据波形分解原理可知，这一电压可以分解一个直流电压和一组频率不同的交流电压，如图1 (b)所示。
在图1(b)中，虚线部分是单向脉动性直流电压U 。
中的直流成分，实线部分是uo 中的交流成分。
(2)分析滤波电感工作原理时，主要是认识电感器对直流电的电阻很小、无感抗作用，而对交流电存在感抗。
(3)进行电子滤波器电路分析时，要知道电子滤波管基极上的电容是滤波的关键元件。
另外，要进行直流电路的分析，电子滤波管有基极电流和集电极、发射极电流，流过负载的电流是电子滤波管的发射极电流，改变基极电流大小可以调节电子滤波管集电极与发射极之间的管压降，从而改变电子滤波器输出的直流电压大小。
(4)电子滤波器本身没有稳压功能，但加入稳压二极管之后可以使输出的直流电压比较稳定。
来源：电子发烧友网＊往期热文推荐＊夺肺器35间，听说只有2%的人知滔伞部答案I干指“么用PLC对步讲电机讲行精准宇付控制？17种开关抟线图学习51单片机的，，悟：一涌则百涌樟拟电路与数字电路基本知识对比分析单片机和数字电路怎么杭干扰？开种常见的内部噪声，你都清萨吗？电阻色环表＆色环电阻识别方法樟拟电路和数字电路PCB设计的区别想加入电子电气社群在线交流的朋友，可以添加我们同事的微信，!!!备注“电子”，即可申请入群。
LC滤波电路原理及设计详解
LC滤波电路LC滤波器也称为无源滤波器，是传统的谐波补偿装置。
LC滤波器之所以称为无源滤波器，顾名思义，就是该装置不需要额外提供电源。
LC滤波器一般是由滤波电容器、电抗器和电阻器适当组合而成，与谐波源并联，除起滤波作用外，还兼顾无功补偿的需要；无源滤波器，又称LC滤波器，是利用电感、电容和电阻的组合设计构成的滤波电路，可滤除*一次或屡次谐波，最普通易于采用的无源滤波器构造是将电感与电容串联，可对主要次谐波〔3、5、7〕构成低阻抗旁路；单调谐滤波器、双调谐滤波器、高通滤波器都属于无源滤波器。
LC滤波器的适用场合无源LC电路不易集成，通常电源中整流后的滤波电路均采用无源电路，且在大电流负载时应采用LC电路。
有源滤波器适用场合有源滤波器电路不适于高压大电流的负载，只适用于信号处理，滤波是信号处理中的一个重要概念。
滤波分经典滤波和现代滤波。
经典滤波的概念，是根据富立叶分析和变换提出的一个工程概念。
根据高等数学理论，任何一个满足一定条件的信号，都可以被看成是由无限个正弦波叠加而成。
换句话说，就是工程信号是不同频率的正弦波线性叠加而成的，组成信号的不同频率的正弦波叫做信号的频率成分或叫做谐波成分。
只允许一定频率围的信号成分正常通过，而阻止另一局部频率成分通过的电路，叫做经典滤波器或滤波电路电容滤波电路电感滤波电路作用原理整流电路的输出电压不是纯粹的直流，从示波器观察整流电路的输出，与直流相差很大，波形中含有较大的脉动成分，称为纹波。
为获得比较理想的直流电压，需要利用具有储能作用的电抗性元件〔如电容、电感〕组成的滤波电路来滤除整流电路输出电压中的脉动成分以获得直流电压。
常用的滤波电路有无源滤波和有源滤波两大类。
无源滤波的主要形式有电容滤波、电感滤波和复式滤波(包括倒L型、LC滤波、LCπ型滤波和RCπ型滤波等)。
有源滤波的主要形式是有源RC滤波，也被称作电子滤波器。
直流电中的脉动成分的大小用脉动系数来表示，此值越大，则滤波器的滤波效果越差。
LC滤波电路原理及设计
LC滤波电路LC滤波器也称为无源滤波器，是传统的谐波补偿装置。
LC滤波器之所以称为无源滤波器，顾名思义，就是该装置不需要额外提供电源。
LC滤波器一般是由滤波电容器、电抗器与电阻器适当组合而成，与谐波源并联，除起滤波作用外，还兼顾无功补偿的需要；无源滤波器，又称LC滤波器，是利用电感、电容与电阻的组合设计构成的滤波电路，可滤除某一次或屡次谐波，最普通易于采用的无源滤波器构造是将电感与电容串联，可对主要次谐波〔3、5、7〕构成低阻抗旁路；单调谐滤波器、双调谐滤波器、高通滤波器都属于无源滤波器。
\LC滤波器的适用场合无源LC电路不易集成，通常电源中整流后的滤波电路均采用无源电路，且在大电流负载时应采用LC电路。
有源滤波器适用场合有源滤波器电路不适于高压大电流的负载，只适用于信号处理，滤波是信号处理中的一个重要概念。
滤波分经典滤波与现代滤波。
经典滤波的概念，是根据富立叶分析与变换提出的一个工程概念。
根据高等数学理论，任何一个满足一定条件的信号，都可以被看成是由无限个正弦波叠加而成。
换句话说，就是工程信号是不同频率的正弦波线性叠加而成的，组成信号的不同频率的正弦波叫做信号的频率成分或叫做谐波成分。
只允许一定频率范围内的信号成分正常通过，而阻止另一局部频率成分通过的电路，叫做经典滤波器或滤波电路电容滤波电路电感滤波电路作用原理整流电路的输出电压不是纯粹的直流，从示波器观察整流电路的输出，与直流相差很大，波形中含有较大的脉动成分，称为纹波。
为获得比拟理想的直流电压，需要利用具有储能作用的电抗性元件〔如电容、电感〕组成的滤波电路来滤除整流电路输出电压中的脉动成分以获得直流电压。
常用的滤波电路有无源滤波与有源滤波两大类。
无源滤波的主要形式有电容滤波、电感滤波与复式滤波(包括倒L型、LC滤波、LCπ型滤波与RCπ型滤波等)。
有源滤波的主要形式是有源RC滤波，也被称作电子滤波器。
直流电中的脉动成分的大小用脉动系数来表示，此值越大，那么滤波器的滤波效果越差。
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二阶压控型LPF
二阶压控型LPF的幅频特性
2.二阶压控型LPF的传递函数
Vo (s) = AvpV(+) (s)
V(
+
)
(
s
)
=
VN
(
s
)
1
+
1 sCR
N节点的电流方程：
Vi (s)
−VN (s) R
− [VN (s)
− Vo (s)]sC
−
VN (s)
− V(+) (s) R
=
0
联立求解以上三式，可得LPF的传递函数
(sCR
)
2
(3)频率响应
令f0
=
1 2πCR
，Q
=
1 3 − Avp
,则可得出频响表达式
A&v
=
1−
(
f0
Avp )2 +
j
1
(
f0
)
f Qf
由此绘出的频率响应特性曲线
结论：当 f << f0 时， 幅频特性曲线的斜率 为+40 dB/dec；
当 Avp ≥3时，电 路自激。
二阶压控型HPF 频率响应
1.反相比例放大器
ui ~
测量u0=？，计算Auf = u0/ui 。
2.同相比例放大器
ui ~
测量u0=？，计算Auf = u0/ui 。
3.跟随器
ui ~
测量u0 =？，计算Auf = u0/ui 。
4.微分电路
ui ┌┑ 观察 u0 的输出波形。
Vo (s) =
−1 sC2 R2
VN
(
s)
ห้องสมุดไป่ตู้
N节点的电流方程
Vi (s)
−VN (s) R1
− VN
(s)sC1
−
VN (s) R2
−
VN (s) − Vo (s) Rf
=
0
传递函数为 Av
频率响应为
以上各式中
(s)
=
1
+ sC2 A&v =
R2 Rf 1− (
− Rf / R1
(1 + 1 + 1 R1Avp R2 Rf
f )2 + j 1 f
f0
Q f0
)
+
s
2C1C2
R2
Rf
f0
=
2π
1 C1C2 R2 Rf
Avp
=
−
Rf R1
Q = (R1 ∥R2 ∥Rf )
C1 R2Rf C2
有源高通滤波器
(1)通带增益
Avp
=1+
Rf R1
(2)传递函数
二阶压控型HPF
Av
(
s)
=
1
+
(3
−
(sCR)2 Avp Avp )sCR +
例1:
要求二阶压控型LPF的f0 = 400 Hz, Q值为0.7， 试求电路中的电阻、电容值。
解：根据f 0 ，选取C再求R。 1. C的容量不易超过1μF 。
因大容量的电容器体积大，
价格高，应尽量避免使用。
取
C = 0.1μF , 1k Ω < R < 1M Ω,
f0
=
1 2πRC
=
1 2πR × 0.1×10−6
有源带通滤波器(BPF) 和带阻滤波器(BEF)
二阶压控型BPF
二阶压控型BEF
带通滤波器是由低通RC环节和高通RC环节组合而成的。要将 高通的下限截止频率设置的小于低通的上限截止频率。反之则为 带阻滤波器。
要想获得好的滤波特性，一般需要较高的阶数。滤波器的设计 计算十分麻烦，需要时可借助于工程计算曲线和有关计算机辅助 设计软件。
A0
1+ ( ω )2 ωn
一阶LPF的幅频特性曲线
简单二阶低通有源滤波器
为了使输出电压在高频段以更快的速率下降，以改 善滤波效果，再加一节RC低通滤波环节，称为二阶 有源滤波电路。它比一阶低通滤波器的滤波效果更 好。
二阶LPF
二阶LPF的幅频特性曲线
（1）通带增益
当 f = 0, 或频率很低时，各
=
1
+
1
jωRC
=1 1 + SRC
+. V- i
ωn = 1/(RC+). ，
称C 特征频率V- o
•
∴V
0
=
1+
1 SRC
•
Vi
3.幅频响应
A(s) = V0 (s) = A0 Vi (s) 1+ S
ωn
A(
jω )
=
V0 ( jω ) Vi ( jω )
=
1+
A0
j( ω
)
ωn
A( jω) = V0 ( jω) = Vi ( jω )
Av
(s)
=
Vo (s) Vi (s)
=
1
+
(3
−
Avp
Avp )sCR
+
(sCR)2
上式表明，该滤波器的通带增益应小于3，才 能保障电路稳定工作。
3.频率响应
由传递函数可以写出频率响应的表达式
A&v = 1− (
f )2 f0
Avp + j(3 -
Avp )
f f0
当 f = f0 时，上式可以化简为
Av
(s
)
=
VO (s) VI (s)
=
1
+
Avp 3sCR +
(sCR
)2
(3)通带截止频率
将s换成 jω，令
ω 0 = 2πf0 = 1/ RC ,可得
A&v = 1− (
f
Avp )2 +
j3
f
f0
f0
当 f = fp 时，上式分母的模 1 − ( fp )2 + j3 fp = 2
f0
f0
解得截止频率
fp =
53− 2
7
f0
=
0.37f0
=
0.37 2πRC
与理想的二阶波特图相比，在超过f0 以 后，幅频特性以-40 dB/dec的速率下降，比一
阶的下降快。但在通带截止频fp率→ f0 之间
幅频特性下降的还不够快。
二阶压控型低通滤波器
二阶压控型低通有源滤波器中的一个电容器C1原来是接 地的，现在改接到输出端。显然C1的改接不影响通带增 益。
=
400Hz
计算出R = 3979 Ω ，取 R = 3.9 k Ω
2．根据Ｑ值求R1和 Rf ，因为
f
=
f0
时
Q
=
3
1 − Av
P
= 0.7，
AvP = 1.57，根据 AvP与 R1 、Rf 的关系，集成运放两输
入端外接电阻的对称条件
1+
Rf R1
=
Av P
= 1.57
R1 // Rf = R + R = 2R
解得： R1 = 5.51× R, Rf = 3.14 × R, R = 3.9 k Ω
∴ R1 = 5.51× R = 5.51× 3.9 k Ω = 21.5 k Ω Rf = 3.14× R = 3.14× 3.9 k Ω = 12.2 k Ω
实验八 运算放大器在信号方面的应用
调零电路 调整RW使输出为零。
带差电。衰路减特太点是慢电，路选简择单性，较阻2.传∴带当递V•内函fP=的(数s0增)时=益，1A为电+0容S=1R视ACV为FV开•=i (路1s)+，R通R1f
RC低通
A(s) = V0 (s) Vi (s)
电压放大倍数 (传递函数)为
=
AVF
1
+
1 SRC
R
= A0 1+ S
ωn
•
AV
=
V&o V&i
A&v( f = f0 )
=
Avp j(3 - Avp )
定义有源滤波器的品质因数Q值为 f = f0 时的
电压放大倍数的模与通带增益之比
Q= 1 3 - Avp
A&v ( f = f0 ) = QAvp
Q= 1 3 − Avp
A&v ( f
=
f) 0
= QAvp
以上两式表明，当 2 < Avp < 3 时，Q>1，在 f = f0 处的电压增益将大于 Avp ，幅频特性在 f = f0 处将抬高。
低通滤波器的主要技术指标
（1）通带增益Avp
通带增益是指滤波器在通频带内的电压放大 倍数，性能良好的LPF通带内的幅频特性曲线是 平坦的，阻带内的电压放大倍数基本为零。
（2）通带截止频率fp
其定义与放大电路的上限截止频率相同。 通带与阻带之间称为过渡带，过渡带越窄，说 明滤波器的选择性越好。
一阶有源滤波器 1.通带增益
电容视为开路，通带内的增
益为
Avp
=1+
Rf R1
（2）传递函数
Vo (s) = AvpV(+) (s)
V( +
)
(
s)
=
VN
(
s
)
1
+
1 sC
2
R
1 ∥(R + 1 )
VN
(s)
=
R
sC1 +[ 1