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电容滤波电路滤波原理

滤波电容容量大，因此一般采用电解电容，在接线时要注意电解电容的正、负极。电容滤波电路利用电容的充、放电作用，使输出电压趋于平滑。

★当u2为正半周并且数值大于电容两端电压uC时，二极管D1和D3管导通，D2和D4管截止，电流一路流经负载电阻RL，另一路对电容C充电。当uCu2，导致D1和D3管反向偏置而截止，电容通过负载电阻RL放电，uC按指数规律缓慢下降。

★当u2为负半周幅值变化到恰好大于uC时，D2和D4因加正向电压变为导通状态，u2再次对C充电，uC上升到u2的峰值后又开场下降；下降到一定数值时D2和D4变为截止，C对RL放电，uC按指数规律下降；放电到一定数值时D1和D3变为导通，重复上述过程。

RL、C对充放电的影响

电容充电时间常数为rDC，因为二极管的rD很小，所以充电时间常数小，充电速度快；

RLC为放电时间常数，因为RL较大，放电时间常数远大于充电时间常数，因此，滤波效果取决于放电时间常数。

电容C愈大，负载电阻RL愈大，滤波后输出电压愈平滑，并且其平均值愈大，如下图。

四、电容反应式振荡电路

1.电路组成

为了获得较好的输出电压波形，假设将电感反应式振荡电路中的电容换成电感，电感换成电容，并在转换后将两个电容的公共端接地，且增加集电极电阻Rc，就可得到电容反应式振荡电路，如右图所示。因为两个电容的三个端分别接在晶体管的三个极，故也称为电容三点式电路。

2.工作原理

★根据正弦波振荡电路的判断方法，观察如上图所示电路，包含了放大电路、选频网络、反应网络和非线性元件〔晶体管〕四个局部；

★放大电路能够正常工作；

★断开反应，加频率为f0的输入电压，给定其极性，判断出从C2上所获得的反应电压极性与输入电压一样，故电路弦波振荡的相位条件，各点瞬时极性如下图。

★只要电路参数选择得当，电路就可以满足幅值条件，而产生正弦波振荡。

3.振荡频率及起振条件

振荡频率

反应系数

起振条件

4.优缺点

电容反应式振荡电路的输出电压波形好，但假设用改变电容的方法来调节振荡频率，那么会影响电路的反应系数和起振条件；而假设用改变电感的方法来调节振荡频率，那么比拟困难。在振荡频率可调范围不大的情况下，可采用如右图所示电路作为选频网络。

5.稳定振荡频率的措施

假设要提高电容反应式振荡电路的频率，要减小C1、C2的电容量和L的电感量。实际上，当C1和C2减小到一定程度时，晶体管的极间电容和电路中的杂散电容将纳入C1和C2之中，从而影响振荡频率。这些电容等效为放大电路的输入电容Ci和输出电容Co，改良型电路和等效电器如下列图所示。由于极间电容受温度的影响，杂散电容又难于确定，为了稳定振荡频率，在电感支路串联一个小容量电容C3，而且C3C1，C3C2，这样

振荡频率

几乎与C1和C2无关，也与Ci和Co无关，所以频率稳定度高。

7.1.3LC正弦波振荡电路

LC正弦波振荡电路与RC桥式正弦波振荡电路的组成原那么在本质上是一样的，只是选频网络采用LC电路。在LC振荡电路中，当f=f0时，放大电路的放大倍数数值最大，而其余频率的信号均被衰减到零；引入正反应后，使反应电压作为放大电路的输入电压，以维持输出电压，从而形成正弦波振荡。由于LC正弦波振荡电路的振荡频率较高，所以放大电路多采用分立元件电路。

一、LC谐振回路的频率特性

LC正弦波振荡电路中的选频网络采用LC并联网络，如下图。图(a)为理想电路，无损耗，谐振频率为

〔推导过程〕

在信号频率较低时，电容的容抗()很大，网络呈感性；在信号频率较高时，电感的感抗()很大，网络呈容性；只有当f=f0时，网络才呈纯阻性，且阻抗最大。这时电路产生电流谐振，电容的电场能转换成磁场能，而电感的磁场能又转换成电场能，两种能量相互转换。

实际的LC并联网络总是有损耗的，各种损耗等效成电阻R，如图(b)所示。电路的导纳为

回路的品质因数

〔推导过程〕

上式说明，选频网络的损耗愈小，谐振频率一样时，电容容量愈小，电感数值愈大。

当f=f0时，电抗〔推导过程〕

当网络的输入电流为I0时，电容和电感的电流约为QIo。

根据式，可得适用于频率从零到无穷大时LC并联网络电抗的表达式Z=1/Y，其频率特性如下列图所示。Q值愈大，曲线愈陡，选频特性愈好。

假设以LC并联网络作为共射放大电路的集电极负载，如右图所示，那么电路的电压放大倍数

根据LC并联网络的频率特性，当f=f0时，电压放大倍数的数值最大，且无附加相移〔原因〕。对于其余频率的信号，电压放大倍数不但数值减小，而且有附加相移。电路具有选频特性，故称之为选频放大电路。假设在电路中引入正反应，并能用反应电压取代输入电压，那么电路就成为正弦波振荡电路。根据引入反