【题目编号】MC1-1163
【题目】下列电路具备的功能是：
【答案】A
[A]低通滤波
[B]带通滤波
[C]高通滤波
[D]过流保护
考点速览
本题图的三只电抗元件排成了另一种形状：输入端一只电容跨接到地，中间串一只线圈，输出端再一只电容跨接到地。两个并联臂都是电容，唯一的串联臂是电感，全都指向抑制高频，答案判为低通滤波。图形像希腊字母 π，叫 π 形网络（π-section）。认出形状只是第一步，更要紧的是明白两端各挂一只电容换来了什么。
一个串联臂、两个并联臂
信号从左端进入，先在输入节点遇到一只对地电容，再穿过中间的线圈，最后在输出节点又遇到一只对地电容。串联线圈的感抗随频率升高而增大，它是这条通路上的主要障碍，高频分量在这里被大幅削弱；两只并联电容的容抗随频率升高而减小，它们分别在信号进门前与出门后把高频电流引向地线。输入侧那只电容相当于在门口设一道关卡，把从源端混进来的高频先引走一部分；输出侧那只电容负责清尾，把穿过线圈之后残存的高频再旁路一次。低频信号面对的则是很小的感抗与很大的容抗，几乎没有阻碍地通过。三只元件方向一致，所以是低通。
π 形网络的阻带斜率与阻抗脾气
阶数由电抗元件个数决定，三只元件构成的网络是三阶，阻带衰减斜率约每十倍频程六十分贝，比两只元件的单级网络陡一半。同样的频率偏移能换来更大的衰减，边带抑制能力更强，代价是元件数量、体积与成本都上去。对称 π 形低通的截止频率同样可按 1/(π√(LC)) 估算，L 取串联臂电感，C 取两只并联电容的总和；取十微亨配一百皮法，算得约十兆赫，元件取大则转折频率下降。
π 形的另一个特点是端口形态。两端都以并联电容收尾，从端口往里看是并联臂先出场，这种形态与阻抗较低的信号源和负载配合得更顺；对偶的 T 形网络两端都是串联臂，更适合与阻抗较高的源和负载配合。两者的阶数与阻带斜率相同，选哪一种要看前后级阻抗落在什么量级，以及手头元件的取值是否方便。
逐项辨析
选项 A 正确。两只并联电容分别从输入节点与输出节点把高频电流引向地线，串联线圈在通路上阻挡高频，三条支路的作用方向一致，通低频、阻高频，判定为低通滤波。
选项 B 错误。带通滤波器要有两个转折频率，把更低的频率与更高的频率都挡掉，只放中间一段通过。本题三只元件全都在对付高频：并联臂是电容、串联臂是电感，找不到任何针对低频的阻挡环节，通带只能落在低频一侧。
选项 C 错误。π 形只是排布形状，本身不决定滤波类型。把两端的并联电容换成线圈、把中间的串联元件换成电容，这张 π 形图就变成高通。本题的元件种类与高通的搭配恰好相反：高通要求串联臂是电容、并联臂是电感，本题两项都对不上。
选项 D 错误。过流保护属于保护电路，要有检测电流的元件和执行断开的器件，动作判据是电流的大小，与频率无关。图里只有三只无功元件，它们不消耗功率、不测量电流、也不会断开回路，归不进保护电路这一门。
易混淆点：π 形滤波与并联电容阵列
电源引线上常能看到几只电容并排接到地，那是去耦电容阵列，作用是把电源线上的高频干扰就近引走，降低电源对高频的阻抗。它看上去与 π 形网络的并联臂相似，却不是滤波器：成型的滤波器必须有串联臂与并联臂配合，由两者的电抗比值给出确定的转折频率与衰减斜率。只靠一只或几只并联电容，转折频率要由电源或信号源的内阻与电容共同决定，特性随源阻抗变化，无法按指标独立设计。看到多只电容对地并联，先找有没有串联元件，再判断它是不是滤波器。
另外要留意元件数量的作用：三阶网络比二阶更陡，说的是阻带里衰减的速度，不是通带更宽。转折频率仍由元件取值决定，与元件数量无关。把阶数与截止频率混为一谈，是设计滤波器时最常见的误解。
应试要点
三只电抗元件的低通有两种形状：一串两并呈 π 形，两串一并呈 T 形；元件种类决定滤波类型，元件数量决定阶数与阻带斜率。每多一只电抗元件，斜率约增加每十倍频程二十分贝。π 形两端都是并联臂，宜与阻抗较低的源和负载配合；截止频率可按 1/(π√(LC)) 估算，十微亨配一百皮法约十兆赫。
