濾波，顧名思義，就是過濾不需要的信號波，如下圖1-1所示的高通濾波電路，所謂高通，即輸入信號中，頻率越高的就越容易通過電路來到輸出端，而頻率較低的信號被濾除。在交流電路中（包括強電領域的電力系統(tǒng)以及弱電領域的通信系統(tǒng)），含有各種頻率的交流電壓或電流信號，它們同時在電路中傳輸，但有的頻率信號不是我們所需要的。

▲ 圖1-1

這些信號會在電路中造成干擾，為了將這些干擾信號濾除，就產(chǎn)生了各種濾波電路。而電容是濾波電路的一位大功臣，它發(fā)揮著至關重要的作用。那么，電容又是如何發(fā)揮它的作用的呢？

說到電容濾波作用，我想大家比較熟悉的應該是整流電路中的濾波電容吧？顯然，這里的濾波和上文所說的過濾不同頻率信號的濾波有所不同，因為整流電路的輸出信號不是交流信號，但其實它們是一回事。

▲ 圖1-2

總的來說，電容能夠應用于濾波，歸功于它的的通交隔直性質(zhì)，即交流信號的頻率越高的信號，越容易通過電容，電容對電流的阻礙作用越小，電容兩端分得的電壓越小；反之，交流信號頻率越小的信號，越不容易通過電容，此時電容對電流的阻礙作用比較大，電容兩端分得電壓也比較大，當頻率為零時（即為直流），電流直接為零，輸入電壓直接等于電容電壓。

那為什么說整流電路中的濾波電容也是濾除不同頻率的交流信號呢？為了便于大家理解，這里我得先簡單說一個知識點，那就是傅里葉級數(shù)展開！

傅里葉級數(shù)是分析非正弦周期電路的有效方法，簡單來說，就是將非正弦周期電壓、電流信號分解為一系列不同頻率的正弦量之和，這些不同頻率的正弦量（正弦交流量）疊加又可以形成非正弦的周期量。我們以一個簡單的波形為例，下圖1-3所示，上半圖為原信號波形，顯然它不是正弦量，但它是周期量，這個周期波可以分解為下半圖的兩周正弦波。

   ▲ 圖 1-3

實際上，傅里葉級數(shù)展開式是多項的，并不像圖1-3所示只分解為兩個正弦波，其更多內(nèi)容我就不再展開講解，大家感興趣的可以自行學習。在此，大家只要知道，非正弦周期量可以分解為很多不同頻率的正弦量就行。

知道了傅里葉級數(shù)分解后，我們再次回顧整流電路中的濾波電容，整流電路的輸出電壓波為脈動波，如下圖1-4所示。

▲ 圖 1-4

顯然這個脈動波不是正弦波，但它是周期波，根據(jù)傅里葉級數(shù)分解，把這個周期波分解為不同頻次的正弦量，其中頻率較高的正弦量直接通過電容支路流通，不會來到輸出端，而頻率較低的正弦量大部分直接來到輸出端，如下圖1-5所示。

▲ 圖 1-5

基于電容的濾波作用，最后就可以將圖1-3的脈動電壓波變成下圖1-6所示。圖1-5的電壓波形顯然比較接近恒定直流電壓波形。另外，濾波電容的電容量越大，其輸出波形就越趨于平緩。

   ▲ 圖 1-6

除此之外，關于整流電路中的濾波電容，還可以從其充放電角度理解，即在脈動電壓波中，當電壓下降到一定程度（未到零點），低于電容兩端的電壓，電容就會對負載放電，使得輸出電壓不會變?yōu)榱恪?

總的來說，電容的濾波作用很好理解，那就是通高頻，阻低頻，如下圖1-7所示為RC組成的高通濾波電路和低通濾波電路。

▲ 圖 1-7

在高通濾波電路中，電容與電阻處于串聯(lián)關系，由于電容的通高頻阻低頻作用，高頻信號經(jīng)過電容時產(chǎn)生的壓降很小，且回路（高頻）電流較大，根據(jù)串聯(lián)分壓，此時電阻得到的電壓就很大，接近于輸入電壓。換言之，高頻輸入電壓基本等于電阻電壓，而電阻電壓就是輸出電壓。同理，低頻電壓信號經(jīng)過電容時產(chǎn)生的壓降比較大，顯然電阻分得電壓就很小，小到可以忽略不計，此時就相當于低頻輸入電壓沒有輸出，已被過濾掉。

在高、低通濾波電路中，電容與電阻也是處于串聯(lián)關系，由于電容的通高頻阻低頻作用，低頻信號經(jīng)過電容時產(chǎn)生的壓降很大，根據(jù)串聯(lián)分壓，此時電阻得到的電壓就很小，而電容電壓即為輸出電壓。換言之，低頻輸入電壓基本等于電容電壓（輸出電壓）。同理，高頻電壓信號經(jīng)過電容時產(chǎn)生的壓降比較小，顯然電阻分得電壓就很大，此時就相當于高頻輸入電壓沒有輸出，已被過濾掉。

以上就是電容的濾波作用，通過文字的表述可以實現(xiàn)通俗的講解，但其實也可以通過數(shù)學的表達來理解電容的濾波作用，但基于數(shù)學的深奧，在此就不再過多闡述。

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