电感本身的感抗会随频率变化,这是它实现选频、滤波的基础。感抗计算公式XL=2πfL,f是信号频率,L是电感量。频率越高,感抗越大,对高频信号阻碍作用越强;频率越低,感抗越小,低频、直流信号更容易通过电感。
电感串联在回路里的时候,会阻碍高频信号通过,允许低频和直流顺利流过,起到抑制高频干扰的作用,也就是低通滤波。电源输入端常用串联电感,把高频纹波、尖峰噪声阻挡住,只让直流平稳向后传输。
电感并联在信号回路和地之间时特性相反。高频信号遇到很小的感抗,会通过电感直接泄放到地,低频信号不容易被分流,继续向后传输,同样属于低通滤波结构。
单独电感滤波能力有限,实际电路大多搭配电容组成LC滤波电路,依靠电感和电容的频率特性配合完成选频。LC串联谐振回路,在谐振频率下总阻抗最小,这个频率的信号可以顺利通过,其他频率信号被衰减,用来选出目标频率;LC并联谐振回路,谐振时阻抗达到最大,该频率信号很难流过回路,其他频率更容易通过,用来滤除特定频率或者提取特定频率信号,也就是选频。
直流场景下,理想电感直流电阻为零,直流可以无阻碍通过,交流分量会被抑制,这也是电源滤波最常见的应用。不同电感量对应不同的滤波频段,电感越大,对低频交流的阻碍效果越强,适合滤除低频纹波;小电感主要用来抑制高频噪声、电磁干扰。
补充区分要点,电感只能依靠感抗随频率变化的特性工作,它不能单独实现高通滤波,高通一般以电容为主;电感适合压制高频,电容适合隔断直流。实际使用中还要考虑电感的寄生电容,频率过高时寄生电容会起主导作用,电感失去原本的滤波效果。