音频D类功放LC滤波器该怎么设计

上一节我们分析了D类功放的频谱，这一节就来具体看看滤波器该怎么设计。

截止频率的确定

首先，要设计滤波器，自然需要知道截止频率设计到多少比较合适。

我们上一节分析了频谱，可以知道，频谱里面除了包含音频分量以外，还有调制三角波的高频频率成分。我们知道，人耳可以感受到的声音分量最大为20Khz，而调制频率一般在200Khz以上，也就是说高频分量在200Khz以上，所以我们设定的截止频率应该在20Khz-200Khz之间，这是一个比较宽的范围，那么具体多少合适呢？

不过，我们也需要知道，LC滤波器也不是理想的，截止频率指的是幅度衰减到了0.707倍，因此如果我们设定截止频率为20Khz，那么有用的音频信号的高频部分是有一定衰减的，这也可以理解为失真。所以截止频率要比20Khz要高一些，截止频率越高的话，越不容易出现音频的高频部分被衰减。但是如果截止频率设置得越高，那么无用的调制三角波频率分量可能就衰减得不够。两者兼顾的话，个人觉得设置在30Khz左右比较好。

当然，一般器件的值都是离散的，因此，截止频率正好在30Khz时算出的电感值和电容值不一定有实物，我们选择接近的就好。

LC滤波器的Q值

一般我们说滤波器有一个Q值，我们如果查阅资料的话，会知道Q=0.707比较好，此时幅度响应比较平坦。那么这个Q值是什么意思呢？为什么Q=0.707比较好呢？下面来具体看下。

需要注意，这里的Q值很容易混淆，LC滤波器的Q值是按照谐振回路Q值来的。我在写这个文章的时候，曾经误以为谐振电路的Q值与电感Q值一样，都是无功功率除以有功功率，然后发现怎么都不对，因为谐振时，阻抗的虚部为0，那么Q值不是为0？

具体谐振回路的Q值定义可以参考这个文档：

https://wenku.baidu.com/view/8ea7d2069a6648d7c1c708a1284ac850ad020488.html

谐振电路的Q值一般按能量来定义：

在谐振时，整个电路的阻抗呈电阻性，也就是说从外部看来，整体是没有储能性质的。但是实际上是因为在谐振时，电感放电的时候正好电容在充电，而电容放电的时候，电感正好在充电，两者正好相等，所以外部看来，是没有能量注入的。上面公式的储能，指的不是新注入的能量，而是已经存储在电感和电容里面的能量，所以是不为0的。

那么我们实际的滤波器的谐振频率w，Q值又是多少呢？