概念

定义

滤波是将信号中特定波段频率滤除的操作，是抑制和防止干扰的重要措施。通过滤波器实现对特定频率成分的筛选，确保目标信号的纯净度，提升系统稳定性。

电容（C）滤波

理论

本质：电容通过充电与放电实现蓄能，其两端电压不能突变，可将纹波信号平滑为直流信号，达到滤波效果。
关键特性：利用电容充放电时间常数，对高频信号呈现低阻抗，对低频信号呈现高阻抗，从而实现频率选择性滤波。

特殊

为什么大电容滤低频，小电容滤高频？
实际电容存在寄生电阻与电感，与交流信号作用时会产生谐振。
谐振频率公式：(f = )（注：原文公式 (f = 1/2_c) 为简化描述，实际谐振频率与寄生电感相关）。
大电容寄生电感较大，谐振频率低，适合滤除低频信号；小电容寄生电感小，谐振频率高，适合滤除高频信号。
PCB设计时，大电容还是小电容靠近IC？
1. 数字IC（如单片机）：工作频率高，小电容靠近IC，减少高频供电环路，提升滤波与EMC效果，大电容外接于小电容外侧。
2. 模拟IC或驱动类IC：开关频率低，需提供瞬时大电流，大电容靠近IC，小电容辅助滤除高频噪声。

应用

单片机电源引脚：小电容（如0603封装，100nF）直接并联于VDD引脚，滤除高频噪声
驱动IC与信号管脚：大电容（如100μF/10V）为驱动IC提供瞬时电流，小电容（如10nF）用于信号管脚滤波。
电源IC滤波：在电源输入输出端并联大电容与小电容组合，抑制纹波（如3V电源搭配100μF电解电容+100nF瓷片电容）。

RC滤波

理论

类型：属于低通滤波器，由电阻（R）与电容（C）串联组成。
原理：电阻消耗能量，电容存储能量，通过RC时间常数 ( $\tau=RC$ ) 抑制高频信号，允许低频信号通过。
局限：电阻耗能，仅适用于信号滤波，不适用于电源滤波（电源滤波需低损耗方案）。

应用

运放输入端：在运放输入信号路径串联电阻（10Ω~100Ω）并接地电容（几百pF），滤除高频干扰，稳定输入信号。
开关电源SW处：抑制开关噪声，降低EMC干扰，但可能影响电源效率，需结合示波器调试优化参数。参数建议：电阻10Ω100Ω，电容100pF1nF，根据实际噪声频率调整。

LC滤波

理论

类型：属于低通滤波器，由电感（L）与电容（C）组合而成。
原理：电感抑制高频电流变化，电容滤除高频电压纹波，无电阻耗能，适用于电源滤波。
截止频率：(f = )，通过选择电感值与电容值设定滤波频段。

应用

BUCK/BOOST电源拓扑：将PWM脉冲电压滤波为平滑直流电压，如BUCK电路中电感串联于电源路径，电容并联输出端。
电机类设备电源：电机产生低频干扰，LC滤波器抑制电源与电机之间的双向干扰，提升系统稳定性。典型参数：电感10μH100μH，电容10μF100μF，根据负载电流与噪声频率设计。

π型滤波器

π型滤波器.png

理论

结构：包含两个电容器和一个电感（或电阻），形成“π”型结构，实现双向滤波（输入输出双向噪声抑制）。
类型：分为LCπ型（电感居中，电容并联两端）和RCπ型（电阻居中，适用于低电流信号）。

应用

电源输入处：在电源入口并联两个电容（如10μF+100nF），中间串联电感（如22μH），抑制外部电源噪声进入系统，同时减少系统噪声反灌。
电机电源隔离：降低电机启停时的电流波动对主电源的干扰，同时防止主电源噪声影响电机控制精度。

π 形RC滤波电路

(33 封私信 / 80 条消息) 电源系统电路–π形RC 滤波电路和π形LC 滤波电路 - 知乎
 电源设计必看：π型滤波电路实战指南（附计算公式与PCB布局技巧）

电路特点说明

这是一种常用的滤波电路，几乎所有的电源电路中都使用这种滤波电路，它的成本低，电路结构简单。

π形RC 滤波电路是一种复合型的滤波电路，它主要由滤波电阻和滤波电容复合而成，其中滤波电容起滤波的主要作用。

π形RC 滤波电路中，前节的滤波电容容量大，后节的滤波电容容量小。

如图所示是π 形RC 滤波电路。电路中，C1、C2 是两只滤波电容，R1 是滤波电阻，C1、R1 和C2 构成一节π 形RC 滤波电路。由于这种滤波电路的形式如同字母π 和采用了电阻、电容，因此称为π 形RC 滤波电路。从电路中可以看出，π 形RC 滤波电路接在整流电路的输出端。
π 形RC 滤波电路.png

电路分析

这一电路的滤波原理是：从整流电路输出的电压首先经过C1 的滤波，大部分的交流成分被滤除，见图中的交流电流示意图。经过C1 滤波后的电压再加到由R1 和C2 构成的滤波电路中，电容C2 进一步对交流成分进行滤波，有少量的交流电流通过C2 到达地线，如图中的少量交流电流所示。
R1 和C2 滤波电路的工作原理：将电容C2 的容抗XC 与电阻R1 构成一个分压电路，下图所示是等效电路。对于直流电而言，由于电容C2 具有隔直作用，直流电流不能流过电容C2，直流电流只能流过电阻R1，如图中直流电流所示，所以，R1 和C2 分压电路对直流电压不存在分压衰减的作用，这样直流电压通过R1输出；对于交流电流而言，因为C2 的容量很大，容抗很小，所以R1、C2 构成的分压电路对交流成分的分压衰减量很大，达到滤波目的。
在电阻R1 阻值大小不变时，加大滤波电容C2 的容量可以提高滤波效果，这是因为C2 容量大后其容抗小，对交流成分的分压衰减量更大；在C2 容量大小不变时，加大R1 的阻值也可以提高滤波效果，这是因为加大R1 的阻值后分压衰减电路对交流成分衰减量增大，所以滤波效果更好。但是，滤波电阻R1 的阻值不能太大，因为流过负载的直流电流流过电阻R1，会在R1 上产生很大的直流电压降，使滤波电路输出的直流输出电压减小。R1 的阻值愈大，在R1 上的电压降愈大，使滤波电路输出的直流输出电压愈低；流过负载的直流电流愈大时，在R1上的电压降也愈大，使直流输出电压也愈低。
电路中，C1 是第一节滤波电容，加大它的容量可以提高滤波效果，但是C1 太大时，在开机时对C1 的充电时间很长，这一充电电流是流过整流二极管的，当充电电流太大、时间太长时，会损坏整流二极管，所以采用这种π 形RC 滤波电路可以使C1 容量小一些，通过R1 和C2 来进一步提高滤波效果。
这一滤波电路中共有两个直流电压输出端，分别输出 $U_o1、U_o2$ 两个直流电压。其中， $U_o1$ 只经过电容C1 滤波； $U_o2$ 则经过了C1、R1和C2 电路的滤波，所以滤波效果更好，直流输出电压 $U_o2$ 中的交流成分更小。
上述两个直流输出电压的大小是不同的， $U_o1$ 电压最高，一般这一电压直接加到功率放大器电路，或加到需要直流工作电压最高、工作电流最大的电路中，这是因为这一路直流输出电压没有经过滤波电阻，能够输出最大的直流电压和直流电流；直流输出电压 $U_o2$ 稍低，这是因为电阻R1 对直流电压存在电压降，同时由于滤波电阻R1 的存在，这一滤波电路输出的直流电流大小也受到了一定的限制。

提示
在多节RC 滤波电路中，最后一级的直流输出电压最低而且交流成分最少，这一电压一般供给前级电路作为直流工作电压，因为前级电路的直流工作电压比较低，而且要求直流工作电压中的交流成分少。