嵌入式硬件笔记:三种滤波电路的对比

一、三种滤波电路分别为:RC滤波电路;LC滤波电路;RL滤波电路;综合评判:LC滤波电路更胜一筹。以下解读都是以低通滤波电路为例

二、RC滤波电路原理图+原理

三、LC滤波电路原理图+原理

四、RL滤波电路原理图+原理

五、三种滤波电路的原理解读

电路类型 核心思路 相当于生活场景 效果特点
RC 滤波 给波纹开 "下水道"(电容并联) 家里装了个 "垃圾处理器",直接把脏水倒掉 结构简单(只用两个元件),但滤波效果一般,适合对波纹要求不高的场景(比如小功率玩具)
RL 滤波 给波纹设 "守门人"(电感串联) 小区门口保安只放住户进,拦住陌生人 电感体积大、成本高,滤波效果比 RC 稍好,但不如 LC,适合大电流场景(比如工业设备)
LC 滤波 "守门人 + 下水道" 双重配合 小区保安拦陌生人,家里再装垃圾处理器 双重过滤,波纹几乎被完全清除,滤波效果最好,适合对电源纯度要求高的场景(比如手机、电脑、精密仪器)

六、总结:三种滤波电路的效果对比

|--------|---------------------------|---------------------------------------------|------------------------------|
| 特性维度 | RC 滤波电路(电阻 + 电容) | LC 滤波电路(电感 + 电容) | RL 滤波电路(电阻 + 电感) |
| 核心元件 | 电阻(R)、电容(C) | 电感(L)、电容(C) | 电阻(R)、电感(L) |
| 滤波原理 | 电容通交流、隔直流;电阻耗能,削弱交流纹波 | 电感阻交流、通直流;电容通交流、隔直流,形成 "阻 - 通" 互补,将交流纹波旁路到地 | 电感阻交流、通直流;电阻耗能,削弱未被电感阻碍的交流纹波 |
| 能量损耗 | 大(电阻持续消耗有功功率) | 小(理想电感 / 电容不消耗有功功率,仅储能) | 大(电阻持续消耗有功功率) |
| 带外衰减速度 | 慢(-20dB / 十倍频,一阶滤波) | 快(-40dB / 十倍频,二阶滤波) | 慢(-20dB / 十倍频,一阶滤波) |
| 负载适应性 | 差(负载电流变化时,电阻压降导致输出电压波动大) | 好(电感抑制电流突变,负载电流变化时输出电压更稳定) | 差(电阻压降受负载电流影响大) |
| 适用场景 | 小电流、低纹波要求(如信号预处理、低压小功率电源) | 大电流、高纹波抑制要求(如开关电源、功率放大器电源) | 高频小电流场景(极少用于主流电源滤波) |

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