方波经二阶无源低通滤波为什么会变直流电压

Question

做数控电源时的数控部分，方波由PWM控制

Answer 1

　　因为脉冲直流波即脉冲直流电。

　　方波包含很丰富的谐波，包含方波基波频率的任意奇数次谐波，理论上，滤除任意谐波，都会改变方波的形状，使方波失真。

　　谐波频率越高，幅值越低，假设方波的基波频率为100Hz，那么，其99次谐波的频率约为10kHz，幅值为基波的1/100。若是噪声的频率接近10kHz，甚至小于10kHz，且幅值小于方波基波频率1/100，那么，要滤除噪声的话，方波的有效谐波损失将比噪声损失更大。

　　当杂波的频率比方波基波频率要高的多（至少100倍以上）的时候，将杂波滤除，对方波的影响可以较小。这种情况下，可以采用幅频曲线下降最快的低通椭圆滤波器或下降较快的切比雪夫滤波器。

　　由于方波产生较容易，建议先用截止频率为方波基波频率，电路形式最简单的二阶无源RC低通滤波器对方波进行滤波，滤除各种高频杂波。其后再接一个滞回比较器重新产生同频率的较为纯正的方波。

Answer 2

纯交流方波是不可能用二阶无源低通滤波为什么会变直流电压的，只有直流脉冲方波才可以经二阶无源低通滤波为什么会变直流电压。

纯交流方波和直流脉冲方波的区别见图。

直流脉冲方波实际上就是脉动直流电，经二阶无源低通滤波其原理和电源滤波相同。

Answer 3

方波可以看成（通过傅立叶转换）：
直流+基频+奇次谐波 …… 的加权叠加。

低通滤波器滤掉“基频+奇次谐波 ……”，剩下的就是直流。