Question

电源为啥要滤波？

想到一个问题， 电源为啥要加滤波电容？ 如果满足：
1. 不考虑电源外部的杂质影响；
2. 电源内阻忽略不计；
即假设是理想恒压源，只考虑系统内部信号的变化，那么还需要滤波吗？
有材料上说滤波电容是为了降低电源的交流阻抗，这句话咋理解？

Answer 1

理想恒压源，电源出口处不需要滤波。
滤波电容可以降低电源的交流阻抗，这个说法是对的。原因就是实际电源总有内阻。而在电源输出端，加上电容，这样，瞬间增大，并且维持时间很短的电流，可以由电容提供，瞬间减小，并且维持时间很短的电流，反向给电容充电。这些瞬间变化的电流，较大一部分不需要经过电源内阻，直接在电容上就交换了，因此，可以降低电源的交流阻抗。
还有类似的应用就是电路板IC电源附近的去耦电容，其实也是这个作用，因为电源有内阻，并且传输线路也有阻抗，去耦电容可以让一部分瞬间变化的电流直接在电容上交换，减小线路上的电流变化量，一方面有利于本IC供电，另一方面也有利于降低对其它IC的影响。
从这个角度讲，用了理想电源，由于导线不理想，去耦电容还是不可省略。

追问

为啥要降低电源的交流阻抗呢？ 是担心瞬变信号在其内阻和电源内阻上分压导致信号失真吗？ 那直流电平为啥不需要考虑电源阻抗呢？

追答

阻抗大了，压降就大啊！
并非直流时候不需要考虑，事实上，所有电源都有一个驱动能力，在满足驱动能力的前提下，电源输出可保持相对稳定。对驱动能力的要求，一定程度上也算是内阻的要求，确又有所不同，内阻一定形成压降，而稳压电源由于采用闭环控制，在驱动能力范围内，理论上可以保证输出恒定。
所谓电容降低交流阻抗，主要是针对高频的交流阻抗，因为电源即便是闭环的，也有响应速度的要求，对于负载电流的瞬间变化，响应跟不上，就会导致电压微小的波动。加上电容后，在电源内部，电流的瞬间变化量可以减小，从而改变电源特性。

追问

明白了， 还是为了照顾电源的频率特性，如果干电池之类的就不用考虑滤波了是吗？

追答

对于电源滤波而言，刚刚只是讲了降低交流阻抗这个作用，实际上，还有更重要的是降低输出纹波。对于干电池来讲，输出本来不含纹波，不需要滤波。
但是，就刚刚讲的降低交流阻抗这个角度看，加电容，尤其是在IC电源引脚附近加电容，对于复杂电路，还是必要的。

Answer 2

理想和现实差距很大的。电源电路中的滤波电容，主要的目的是让输出直流电压更加平滑，也就是脉动直流高峰的时候给电容充电，低谷的时候电容器对负载放电，这样一进一出就达到了滤波的作用。
一般我们常规的做法，就是大小电容并联使用，大电容滤除低频脉动成分，小电容滤除高频干扰信号。

Answer 3

主要是针对交流整流电路而言！

Answer 4

滤波，模拟电路比数字电路要求更高。原因是模拟电路走的是线性波形，电压的波动会干扰波形，波形一变，结果就变了；而数字电路只要不在半路上多出几个或少了几个脉冲就行。所以模拟电路所用的滤波电容总比数字电路多，比数字电路大。
拿模拟电路的典型扩音电路为例。扩音电路的功放讲究是动态范围，讲究的是瞬间大电流。这时任何理想恒压源所存在的内阻都会引起电压波动(除非你那个恒压源的富余量做的非常大)。
由于电容可在瞬间大电流放电，所以，如果扩音机的电源电路中有大电容存在，在瞬间大电流时就可由电容的大电流放电去承担。这就是降低电源的交流阻抗的原因所在。