抗混叠滤波器(可调滤波器)

rc低通滤波器优缺点

在用于电压信号的电子低通RC滤波器中，输入信号中的高频被衰减，但是滤波器在RC时间常数确定的截止频率以下几乎没有衰减。对于电流信号，使用电阻器和电容器并联的类似电路以类似的方式工作。电子低通滤波器用于超低音扬声器和其他类型的扬声器的输入，以阻止它们无法有效再现的高音。无线电发射机使用低通滤波器来阻止可能干扰其他通信的谐波发射。许多电吉他的音调旋钮是一个低通滤波器，用来减少声音中的高音量。积分器是另一种时间常数低通滤波器。

低通滤波器在模拟和虚拟模拟产生的声音造型中也起着重要作用，低通滤波器在采样前用作抗混叠滤波器，在数模转换中用于重建。

什么是滤波器的叠止频率

滤波器的截止频率（CutoffFrequency）：指低通滤波器的通带右边频点及高通滤波器的通带左边频点。通常以1dB或3dB相对损耗点来标准定义。相对损耗的参考基准为：低通以DC处插损为基准，高通则以未出现寄生阻带的足够高通带频率处插损为基准。

电源滤波器是由电容、电感和电阻组成的滤波电路。滤波器可以对电源线中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除，得到一个特定频率的电源信号，或消除一个特定频率后的电源信号。

扩展资料

滤波器的种类：

按所通过信号的频段分为低通、高通、带通和带阻滤波器四种。

1、低通滤波器：它允许信号中的低频或直流分量通过，抑制高频分量或干扰和噪声；

2、高通滤波器：它允许信号中的高频分量通过，抑制低频或直流分量；

3、带通滤波器：它允许一定频段的信号通过，抑制低于或高于该频段的信号、干扰和噪声；

4、带阻滤波器：它抑制一定频段内的信号，允许该频段以外的信号通过，又称为陷波滤波器。

何谓频率混叠现象如何消除

我知道在测量现场存在的高频干扰，比如说电源信号、无线信号等引入高频干扰输入引起的混叠现象是高频混叠现象，解决方法是在对信号进行模数转换前做抗混叠处理，致远电子在线式电能质量分析仪E8000系列，每个通道都配备单独的抗混叠滤波器，在正常量程范围内截止频率是14KHz，在满量程范围内截止频率是22KHz，符合电能质量输入信号范围，在硬件上保证了测量计算的准确性。

前置滤波器也称为

前置滤波器也称抗混叠滤波器，其作用是：

(1)将有用的信号与噪声分离，提高信号的抗干扰性及信噪比;提高电源的品质、电路的线性、减少各种杂波和非线性失真干扰和谐波干扰等均使用滤波器。

(2)滤掉不感兴趣的频率成分，提高分析精度。

(3)从复杂频率成分中分离出单一的频率分量。

电容器分类

（一）无机介质电容器

包括陶瓷电容以及云母电容等。

1.云母电容（CY、CYZ、CYRX）制作工艺是采用云母作为介质，在云母表面喷涂一层金属（银）薄膜引出作为电极，按需要的容量多片层叠后经浸渍压塑在胶木（或陶瓷、塑料）壳内制作而成。

容量：10p-0.1μ额定电压：100V-7kV主要特点：耐压（工作电压）高，精度高，损耗小，稳定性好，可靠性高，分布电感小，温度特性及频率特性好。应用于高频振荡，脉冲等要求较高的电路。

2.瓷介电容采用陶瓷材料作介质，在陶瓷表面喷涂一层金属（银）薄膜，再经过高温烧结后作，焊上电极制成。

高频瓷介电容（CC）容量：1-6800p额定电压：63-500V主要特点：温度系数小，高频损耗小，稳定性好，耐压高。主要应用于高频电路。

低频瓷介电容（CT）容量：10p-4.7μ额定电压：50V-100V主要特点：体积小，价格低，损耗大，稳定性差。应用于中、低频电路中作隔直、耦合、旁路和滤波等要求不高的场合。

3.玻璃釉电容（CI）容量：10p-0.1μ额定电压：63-400V主要特点：稳定性较好，损耗小，耐高温（200摄氏度）。应用场合：脉冲、耦合、旁路等电路。

在电脑主板上，我们会经常看到陶瓷电容。陶瓷电容的综合性能好，可以应用GHz级别的超高频器件上，比如CPU/GPU。当然，它的价格也很贵。

单片型陶瓷电容器，通称贴片电容，是目前用量比较大的一类电容。叠层陶瓷电容器使用陶瓷作为基材，通过复杂和精密的制作工艺，可以在很小的尺寸上，实现多对电极集成于一个狭小空间，比如风华高科的贴片电容最小尺寸可以达到长1.0mm宽0.5mm。

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（二）有机介质电容器

如纸介电容、涤纶电容、薄膜电容器，这类电容经常用在音箱上，其特性是比较精密、耐高温高压。

1.纸介电容（CZ）采用较薄的电容器专用纸作为介质，用铝箔或铅箔作为电极，经卷绕成型、浸渍后封装而成。优点是电容量大（100pF~100μF），工作电压范围宽，最高耐压值可达6.3kV。缺点是体积大、精度低、损耗大、稳定性较差。

金属化纸介电容（CJ）：采用真空蒸发技术，在涂有漆膜的纸上再蒸镀一层金属膜作为电极而成。和普通的纸介电容相比，特点是体积小、容量大，击穿后自愈能力强。

2.聚酯（涤纶）电容（CL）用有极性聚脂薄膜为介质制成的无极性电容。具有正温度系数，温度升高时，电容量变大。电容量：40p--4μ额定电压：63--630V。

主要特点是小体积，大容量，耐热耐湿，稳定性差。应用于对稳定性和损耗要求不高的低频电路

3.聚苯乙烯电容（CB）分为箔式和金属化式两种类型。箔式电容绝缘电阻大，介质损耗小，容量稳定，精度高，但体积大，耐热性较差；金属化式电容防潮性和稳定性比箔式要好，并且击穿后能自恢复，缺点是绝缘电阻偏低，高频特性差。

电容量：10p--1μ额定电压：100V--30KV主要特点：稳定，低损耗，体积较大。应用：对稳定性和损耗要求较高的电路

4.聚丙烯电容（CBB）使用无极性聚丙烯薄膜做为介质制成的一种无极性电容，是负温度系数。有非密封式和密封式两种类型，前者常用有色树脂漆封装，后者用金属或塑料外壳封装。

电容量：1000p--10μ额定电压：63--2000V

优点是损耗小，性能稳定，绝缘性好，容量大。性能与聚苯相似但体积小，稳定性略差。可以代替大部分聚苯或云母电容，用于要求较高的电路

（三）电解电容器

小伙伴们熟悉的铝电容，钽电容其实都是电解电容。电解电容的性能特点：

1.单位体积的电容量非常大，比其它种类的电容大几十到数百倍。

2.额定的容量可以做到非常大，可以轻易做到几万μf甚至几F（但不能和双电层电容相比）。

3.价格低廉。

电解电容的分类，传统的方法都是按阳极材质以下几种：

1.铝电解电容（CL）有极性，是将附有氧化膜的铝箔（正极）和浸有电解液的衬垫纸，与阴极（负极）箔叠片一起卷绕而成。电容量：0.47--10000μ额定电压：6.3--450V优点是容量范围大，缺点是容量误差大（最大允许偏差+100%，–20%），耐高温性较差，存放时间长容易失效，介质损耗大，漏电大。主要应用与电源滤波，低频耦合，去耦，旁路以及时间常数设定、阻隔直流等等。

外观识别：外型封装有管式、立式，并在铝壳外有蓝色或黑色塑料套。不管是SMT贴片工艺的（“贴片电容”，识别方式是底坐有黑色橡胶），还是直插式的，或者有塑料表皮的，只要它们的阳极材质是铝，那么就都叫做铝电解电容。电容的封装方式和电容的品质本身并无直接联系，电容的性能只取决于具体型号。

2.钽电解电容（CA）电容量：0.1--1000μ额定电压：6。3--125V

主要特点：损耗、漏电小于铝电解电容。应用：在要求高的电路中代替铝电解电容。阳极由钽构成，就是那种我们在显卡上见到的黄色或黑色小颗粒。

因为钽电容的介质为阳极氧化后生成的五氧化二钽，它的介电常数ε比铝电容的三氧化二铝介质要高。因此在同样容量的情况下，钽电容的体积能比铝电容做得更小。

电解电容的电容量取决于介质的介电能力和体积，在容量一定的情况下，介电能力越高，体积就可以做得越小，反之，体积就需要做得越大。

目前很多钽电解电容都用贴片式安装，其外壳一般由树脂封装（采用同样封装的也可能是铝电解电容）。

3.铌电解电容（CN）。这种电容如今已经用的比少。

铝电解电容与钽电解电容的比较：

1、铝电解电容的容体比较大，串联电阻较大，感抗较大,对温度敏感.它适用于温度变化不大、工作频率不高(不高于25kHz)的场合,可用于低频滤波(在高频率得时候电解电容的并联滤波效果较低频差).铝电解电容具有极性,安装时必须保证正确的极性,否则有爆炸的危险.

2、和铝电解电容相比，钽电解电容在串联电阻、感抗、对温度的稳定性等方面都有明显的优势。但是它的工作电压较低。

一般将铝电解电容器的额定电压的1.3倍作为电容器的浪涌电压。这是生产厂家保证的电压，可以允许在短时间内承受此电压。电容器处于浪涌电压时，电流会很大，通常是正常情况的10~15倍。如果时间太长，会因过热而爆开。所以一般选用铝电容器时，应该把电压选得稍高些，实际工作电压为标称电压的70~80%为宜。

铝电解电容和钽电解电容不是由外观封装形式决定的。像黄色与黑色小方块，通常我们认为是钽电解电容，但实际其阳极也有可能是铝。传统看法是钽电容性能比铝电容好，因为钽电容的介质为阳极氧化后生成的五氧化二钽，它的介电常数ε比铝电容的三氧化二铝介质要高。因此在同样容量的情况下，钽电容的体积能比铝电容做得更小。（电解电容的电容量取决于介质的介电能力和体积，在容量一定的情况下，介电能力越高，体积就可以做得越小，反之，体积就需要做得越大）。

体积小、再加上钽的性质比较稳定，所以通常认为钽电容性能比铝电容好。但这种凭阳极判断电容性能的方法已经过时，目前认为决定电解电容性能的关键并不在于阳极，而在于电解质，也就是阴极。因为不同的阴极和不同的阳极可以组合成不同种类的电解电容，其性能也大不相同。采用同一种阳极的电容由于电解质的不同，性能可以差距很大，总之阳极对于电容性能的影响远远小于阴极。

电解电容使用经验:

1.在滤波电路中，电解电容根据具体情况取电压值为噪声峰值的1.2--1.5倍，并不根据滤波电路的额定值;

2.电解电容的正下面不得有焊盘和过孔；

3.电解电容不得和周边的发热元件直接接触；

4.铝电解电容分正负极，不得加反向电压和交流电压，对可能出现反向电压的地方应使用无极性电容；

5.对需要快速充放电的地，不应使用铝电解电容器,应选择特别设计的具有较长寿命的电容器.；

6.不应使用过载电压

a.直流电压与纹波电压叠加后的缝制电压低于额定值；

b.两个以上电解电容串联的时候要考虑使用平衡电阻器,使得各个电容上的电压在其额定的范围内.

7.设计电路板时，应注意电容器防爆阀上端不得有任何线路，并应留出2mm以上的空隙.

8.电解液主要是化学溶剂及电解纸为易燃物，且电解液导电。当电解液与pc板接触时，可能腐蚀pc板上的线路，以致生烟或着火，因此在电解电容下面不应有任何线路；

9.设计线路板时，应确认发热元器件不靠近铝电解电容或者电解电容的下面。

铝电解电容ESR比普通钽电解电容还要小一些.

钽电解电容抗冲击能力很差,用于开关电源滤波必须留较大余量。

（四）可变电容器

1.空气介质可变电容器可变电容量：100--1500p主要特点是损耗小，效率高；可根据要求制成直线式、直线波长式、直线频率式及对数式等。应用：电子仪器，广播电视设备等

2.薄膜介质可变电容器可变电容量：15--550p主要特点：体积小，重量轻；损耗比空气介质的大。应用：通讯，广播接收机等

3.薄膜介质微调电容器可变电容量：1--29p主要特点：损耗较大，体积小应用：收录机，电子仪器等电路作电路补偿

4.陶瓷介质微调电容器可变电容量：0.3--22p主要特点：损耗较小，体积较小应用于精密调谐的高频振荡回路

（五）独石电容

独石又叫多层瓷介电容，用钛酸钡为主的陶瓷材料，烧结制成的多层叠片状超小型电容器。分两种类型，1型性能好，但容量小；II型，容量大，但性能一般。

简单的平行板电容器是由一个绝缘的中间介质层加外两个导电的金属电极。多层片式陶瓷电容器的结构主要包括三大部分：陶瓷介质，金属内电极，金属外电极。它是一个多层叠合的结构，由多个简单平行板电容器的并联体。

容量范围：0.5PF--1ΜF耐压：二倍额定电压。广泛应用于电子精密仪器。在各种小型电子设备作谐振、耦合、滤波、旁路。

独石电容的特点：电容量大、体积小、可靠性高、电容量稳定，耐高温耐湿性好等。最大的缺点是温度系数很高，做振荡器的稳漂让人受不了。

就温漂而言：独石电容为正温糸数+130左右，CBB为负温系数-230，用适当比例并联使用，可使温漂降到很小.

就价格而言：钽、铌电容最贵，独石,CBB较便宜，瓷片电容最低。但是有些高频零温漂黑点瓷片稍贵，云母电容Q值较高，也比较贵。

（六）安规电容

“安规”是安全规范的简称。

安规电容器是行业对抑制电源电磁干扰用固定电容器的俗称，因为该类电容符合安全规范、且通过安全规范测试/认证，同时其本体印刷有多个国家的安全认证LOGO/标志，故而称为安规电容器。此类电容在实际应用中的“安规”表现在：即使电容器失效后，也不会导致电击，不危及人身安全；此外，它采用阻燃材料制造，顶多会爆炸（只是炸裂，没有火产生，只产生气体），然后就是短路，不会导致火灾发生。[3]

安规电容一般是由介质、电极、外壳、封装、引脚五个部分组成的。其介质一般是由聚丙烯膜组成；电极是由金属真空蒸发层组成；外壳一般是以阻燃PBT塑壳（UL94V-0）为主；封装一般是由阻燃环氧树脂（UL94V-0）组成；而引脚是以镀锡铜包钢线而组成。

安规电容通常只用于抗干扰电路中的滤波作用。它们用在电源滤波器里，起到电源滤波作用，分别对共模，差模干扰起滤波作用。

根据IEC60384-14规定，安规电容器分为X电容和Y电容。

X电容是指跨于L-N之间的电容；

Y电容是指跨于L-G/N-G之间的电容。

注：L：LINEN：NEUTRALG：GROUND）

也就是说：火线-零线间的电容是X电容，火线或零线与地线间的电容是Y电容。