LC濾波器概述

　　LC濾波器也稱為無源濾波器，是傳統的諧波補償裝置。LC濾波器之所以稱為無源濾波器，顧名思義，就是該裝置不需要額外提供電源。LC濾波器一般是由濾波電容器、電抗器和電阻器適當組合而成，與諧波源并聯，除起濾波作用外，還兼顧無功補償的需要。

　　LC濾波器是利用電感、電容和電阻的組合設計構成的濾波電路，可濾除某一次或多次諧波，最普通易于采用的無源濾波器結構是將電感與電容串聯，可對主要次諧波（3、5、7）構成低阻抗旁路；單調諧濾波器、雙調諧濾波器、高通濾波器都屬于無源濾波器。

　　LC濾波器的分類

　　調諧濾波器

　　調諧濾波器包括單調諧濾波器和雙調諧濾波器，可以濾除某一次（單調諧）或兩次（雙調諧）諧波，該諧波的頻率稱為調諧濾波器的諧振頻率。

　　高通濾波器

　　高通濾波器也稱為減幅濾波器，主要包括一階高通濾波器、二階高通濾波器、三階高通濾波器和c型濾波器，用來大幅衰減低于某一頻率的諧波，該頻率稱為高通濾波器的截止頻率。

　　影像參數濾波器

　　以影像參數理論為基礎設計實現的濾波器。這種濾波器是由若干個基本節（或半節）按聯接處影像阻抗相等的原則級聯組成的。基本節按電路結構分有定k型和m導出型。以LC低通濾波器為例，定k型低通基本節的阻帶衰減隨頻率增加而單調增大；m導出型低通基本節則在阻帶中某頻率處有衰減峰，衰減峰的位置由m導出節中的m值控制。各低通基本節級聯后構成的低通濾波器，固有衰減等于各基本節的固有衰減之和，當濾波器兩端終接的電源內阻抗和負載阻抗分別等于其兩端的影像阻抗時，該濾波器的工作衰減和相移就分別等于其固有衰減和相移。圖1（a）所示的濾波器是由一個定k節和兩個m導出節級聯組成，Zπ和Zπm為影像阻抗。圖1（b）為其衰減頻率特性。阻帶內兩個衰減峰/f∞1和f∞2的位置分別由兩個m導出節的m值決定。

圖一

　　同理，高通、帶通和帶阻濾波器也可用相應的基本節組成。

　　濾波器的影像阻抗不可能與純電阻性的電源內阻以及負載阻抗在整個頻帶都相等（在阻帶內相差更大），固有衰減與工作衰減在通帶內有較大的差異。為了確保技術指標的實現，通常是在設計中預留足夠的固有衰減裕度和增大通帶寬度來彌補。

　　工作參數濾波器

　　這種濾波器不是由基本節級聯組成和，而是用可以由R、L、C以及互感元件物理實現的網絡函數去精確逼近濾波器的技術指標，然后由求得的網絡函數實現相應的濾波器電路。根據不同的逼近準則，可以得出不同的網絡函數，從而實現不同類型的濾波器。圖2（a）是用最平幅度逼近（勃脫華茲逼近）實現的低通濾波器的特性；通帶在零頻附近最為平坦，趨向阻帶時衰減單調增大。圖2（c）是用等波紋逼近（切比雪夫逼近）實現的低通濾波器的特性；在通帶內衰減在零和上限值之間做等幅起伏，在阻帶內衰減單調增大。圖2（e）是用橢圓函數逼近實現低通濾波器的特性，衰減在通帶和阻帶內都呈現等伏變化。圖2（g）是用實現的低通濾波器的特性；在通帶內衰減做等幅起伏，在阻帶內衰減按指標要求的起落而做相應的起伏。圖2（b）、（d）、（f）、（h）分別是這些低通濾波器相應的電路。

圖2

　　高通、帶通、帶阻濾波器通常利用頻率變換的方法由低通導出。

　　工作參數濾波器是由綜合法精確地按技術指標要求設計出來的，能得出性能優良和經濟的濾波器電路。