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濾波器的選擇與應(yīng)用

返回列表 來源: 發(fā)布日期: 2020.05.12

隨著智能產(chǎn)品科技的發(fā)展,電子元器件需求量不斷增加,市場上各式各樣的濾波器可供選擇,怎么正確的選擇濾波器呢?接下來讓我們一起看看。

1. 濾波器有關(guān)指標的計算

通過將產(chǎn)品的發(fā)射頻譜與相關(guān)的電磁兼容標準比較,可以估算用濾波器控制發(fā)射所需要的衰減量。對于抗擾性控制,可以通過比較外部電噪聲(通常取自有關(guān)的電磁兼容抗擾度標準)與產(chǎn)品電子線路的敏感性以及干擾期間希望達到的性能等級來估算一個粗略值。

當明確知道一個產(chǎn)品實際的發(fā)射或敏感性能時,就可采取精確的計算而不去進行估測。不過,如果不是在一個可控的50Ω阻抗環(huán)境中工作,在購買濾波器時,廠家提供的產(chǎn)品指標是靠不住的。

2. 阻抗問題

濾波器的工作原理是在射頻電磁波的傳輸路徑上形成很大的特性阻抗不連續(xù),將射頻電磁波中的大部分能量反射回源處。大多數(shù)濾波器的性能是在源和負載阻抗均為50的條件下測得的,這使我們直接聯(lián)想到極為重要的一點,這就是濾波器的性能在實際情況下不可能達到最佳。

3. 電源線濾波器

單級電源線濾波器對源和負載的阻抗都很敏感,當工作在實際的源和負載阻抗條件下時,很容易產(chǎn)生增益,而不是衰減。這種增益通常出現(xiàn)在150kHz~10MHz的頻率范圍內(nèi),幅度可以達到10 ~ 20dB。因此,在產(chǎn)品上安裝一個不合適的濾波器后,可能會增加發(fā)射強度和/或使敏感性變得更糟。為了解決阻抗問題,最好是購買生產(chǎn)廠家同時標明了在“匹配”的50/50測試系統(tǒng)中的指標和在“失配”條件下的指標的產(chǎn)品。失配的數(shù)據(jù)是在源阻抗為0.1,負載阻抗為100的條件下,和相反的條件下,測得的。一個竅門是用所有這些曲線中的最壞情況形成一條衰減曲線圖,并將其作為濾波器的技術(shù)指標。當采用這種方法來選擇濾波器以滿足產(chǎn)品的預(yù)期目的時,濾波器的性能通常能夠達到希望的效果,甚至更好一些。

4. 信號線濾波器

如果傳導(dǎo)發(fā)射或輻射發(fā)射由不可避免的信號頻譜引起,那么試圖使用差模濾波器來減小這些發(fā)射并不是辦法。不過對所關(guān)心的信號頻譜范圍內(nèi)的頻率,采用共模濾波是可行的,因為有用的信號是差模而非共模。信號線濾波器的技術(shù)指標中,一般都忽略了地線噪聲。驅(qū)動芯片會產(chǎn)生地線跳躍噪聲,如果數(shù)字印刷電路板的地線面與機殼間的射頻搭接不好,便會在所有導(dǎo)線中產(chǎn)生大量的數(shù)字0V噪聲,因此,外封裝上標有低轉(zhuǎn)換速率的驅(qū)動芯片仍可能產(chǎn)生高電平的射頻噪聲。射頻濾波器的另一個鮮為人知的特性就是要將濾波器與屏蔽視為一個整體,兩者相輔相成。錯誤的濾波器結(jié)構(gòu)設(shè)計或安裝方法很容易使產(chǎn)品輻射發(fā)射超標。

5. 濾波器的結(jié)構(gòu)和安裝

如果欲在高頻獲得極佳的濾波性能,那么濾波器很容易由于其PCB走線和/或濾波與未濾波分界面上導(dǎo)線的射頻泄漏而使其性能發(fā)生降級。許多工程技術(shù)人員對濾波器周圍的射頻泄漏疑惑不解,濾波和未濾波走線及導(dǎo)線必須盡可能地彼此遠離,而且沒有其他走線或?qū)Ь€穿過附近濾波/未濾波的邊界線,通常,對濾波器未濾干凈的殘余泄漏采用屏蔽技術(shù)是非常必要的。

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