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文檔簡介
1、濾波電路分析濾波電路簡介濾波就是讓指定頻段的信號能順利通過,而對 其他頻段的信號進行衰減。即對波進行過濾。信 號又有不同形式,如光波,電波。本文主要介紹 電信號濾波器。電信號濾波器又分為信號選擇濾波器和EMI濾波器(電源濾波器)。灘液曙以按不同的分類方仏進行分遂:按紐成電路的兀件的不同,滋帙器町以分成 RC, RLC. LC.胡休濾波器、陶瓷濾波器、機械濾波器等t按址吿含艾仃源器件可以分 成有源濾波器和無澹濾波舶 按允許通過的頻帯范熱 濾波器又可以分為低通、応通' 帶 通和帶阻謔波器零:按對仁號的響徴特性可嘆分咸線性濾波騫和1F線性述波器;按竝止頻 率附近福頻特性或相頻特性的不同,濾波
2、器又可以分対巴持沃斯(Butterworth)波林、切 (Chebyshev器、橢岡濾波搟、貝簞I打朋驅(qū)n濾決器等*這陀羅波器】tl J均足 對樓擬信弓進和處瑋,闔此乂統(tǒng)稱為鍥擬濾波器。另一大類濾波器是數(shù)字海彼器.數(shù)字濾波器利用數(shù)字計舜機的強大計口能力,通過 宦的性法實現(xiàn)対肯號的強波b數(shù)字怯波辭可以實現(xiàn)模擬濾濁器的功能.實現(xiàn)低通、高 通、站通和労審謔波.WTiL!JtHJX W(.Butterwurth)VJ 比吉盡fbebyslh?*)、嘀圓、"!塞.日 1氏黃汕濾波敵?濾波那搖實規(guī)方法的不同乂彷為仃限沖丘響應(yīng)濾波器和無限沖擊響應(yīng) 濾波器.不論以上濾漬群的實現(xiàn)足欖擬方式還社數(shù)字廳式
3、,W T經(jīng)典濾漬器的范疇。經(jīng)典 沁波搟假運侑號中冇用成分和需要丈除的成分昇鬥舟有不冋的碩帶*為仃號通過濾波器可 以將有用成分保罔而去除梵他成分.徂是當信號和噪聲的籾謂相龍就疊時,經(jīng)典澹波器無 法將兩杵區(qū)分I現(xiàn)代濾波器理論研處的主要內(nèi)容則是從含有嗓聲的數(shù)搦記錄(乂稱時聞序列)中佔計出 13引內(nèi)某吐特征或信弓木身“一衛(wèi)侑號被估計出,那么估汁出的信弓將比匝信號冇烏的佰 丄哩比a代濾波器將倍號和噪聲都視為隨機信y,利用他們的統(tǒng)訃輅征(例如自相關(guān)函 數(shù),功率i普為)導出魚/if切勺估值算也.然后用磧件或炊件實現(xiàn)。其呈本轉(zhuǎn)征是利用址 計理論來處理濾波何題,現(xiàn)代濾波爲中冇締納(Wiener濾波器、卡爾殳(K
4、汕仙町濾渡器、鬥適伺濾波器。濾波器的設(shè)計一般要經(jīng)過三個步驟:根據(jù)實際的需要提出和確定技術(shù)指標;山技術(shù)指標設(shè)計傳遞函數(shù):將設(shè)計出的傳遞函數(shù)實現(xiàn)為實際電路C信號選擇濾波器RC濾波電路:RQ1IQ+ +ViCVo75 一圖6.1 RC低通遞波器的基本給構(gòu)RC低遇濾波器的城斗響應(yīng)曲線町以通過簡單的計算得出“從其幅山訓I汶出柏幀曲 線上??谌绮诽匾?, 上限I:限頻牢之葡幅度變J;MB,之肩幗皿按瓷I率POdB卜信頻*2、相位Mlftt的。度滯話G到10斑的加度滯后.實際的工作中具休選癢X、C的值時,不儀腹考慮R、C的頻率特性,需耍將怕宀源怕 內(nèi)部阻抗和負戦的阻抗憂進£ -1. C值的選戰(zhàn);C
5、不能選的人小,否則負載電容對濾披電踏的影響IUA, 般IC的 輸入電容彳上往仃IJOpF的輸入電客,(:值選的人人,則會腐響灘波屯路的高頻抽林,因為 大電容的髙頻特性一般都不好2, R值的選取聲R値過小會加大電添的仇祓,R值過大則會消耗校多的能量.RCiW電粘的繪人缺隔就是他不僅消耗我們希里抑制的佶號能量,而但也消耗我們 需鑒保留的佶號陡耿 忖外由r受電廨崙瀕特性的跟制也不昵用在衣斶頻的場卸 例如數(shù) MH2以匕需酸用LC濾波器.將RflIC的位MIL換叫以殍到RC崗逋池波器,K頻率響應(yīng)I j低通濾彼蠱iL好相反。總結(jié):電路中并聯(lián)的電容可認為是低通濾波器 (高頻信號通過電容到地),串聯(lián)的電容可認
6、為 高通濾波器(直流信號無法通過電容)。大電容高頻特性不好:根據(jù)Zc=1/jwC=1/2PifC可得:1、高頻只要小電容即可通過,低 頻則需要大電容;2、不論頻率大小,電容越大高頻 特性越好;實際使用中,大電容一般為鋁電解電容, 呈現(xiàn)出一定的電感特性,所以高頻特性不好。LC濾波電路6.3.2 LG慮波電路LC遊波電路陶用較廠泛,我們的單板的電源濾波覽路舊采用LC!濾波電路。LC濾波 電略町以尙成LW、詫 T申、梯形.繪簡氓的K電低通濾波器如圖殖所示L型低通瞬議的頻率響應(yīng)曲純 可以遹過向屮的i|并得出.L型濾波:&的LflC泊進取除要豔艮口®潼豪一樣注盤L和:的頻華特性外,還礙
7、宴注宣 匚丄匚U丄;一丄二心佝:仃!: QH小 特性1111線士圓弧狀* * 需吐抗It嗟波番特性阻抗k Elt 特件曲縄小粧光峽rJ:空誨破器和丁型雄濁器有柑胡的更咸申,擁比弦波器為藝個L空濁波器的串聯(lián).具有 更島的最¥辛“尢源Lt'M電躇的晃負度怯,桔定性好*缺山是電感兀件體和他大,業(yè)眾較對”見 鴨元種仃時述福製礎(chǔ)燈蔽.將電睹和電奪的恆胃忙換可狠帀到相應(yīng)的崗?fù)ǔ夭ㄐM電源濾波:1 *輸入側(cè)電源的濾波:對卑板的電源輸入側(cè),出上電苗性AHM拔的需要.需要血口龜濾波電路. 基本的電路形式加閉1斯也LiUin-r('匚-T UoiLtV圖1其屮,門 為輸入側(cè)的輸入電容.L対
8、所71L感.C2為I】型濾澈電路的輸出側(cè) 電容;ci的主要H的是為了限制上電瞬間的電壓上升率.并濾除輸入側(cè)電路由電 源引入的紋波*伙111匕C1 般是曲直流電容及兗流電WK的并聯(lián)電群組,其中 B流'&$的主要件用是去除電容屮的紋披血交流電容的t耍作用是為了去耦。從奪述及器艸選抒上,輸入側(cè) 般選取H!電容.上耦電客的怕為0,01uf-l»fZ間,針成或貼片均町但從生產(chǎn)2的和度,則以選取貼片為住.推 存的參數(shù)為W詭電容10uf交渝電O.luf電感的作用如抑制電流變化率*電感越人抑制效果越好但同時電憊A大時 的上電特性不好.上電及卜電時.電感兩躺金產(chǎn)生反電勢,這杠公對肩山【
9、的負栽產(chǎn) 生影響故參數(shù)不宜過大,因面推薦的參數(shù)為lOuH.輸出側(cè)的電容不便荽完成去耦及濾紈波的作用,而II胚須維持濾液匠電平不 受電感反電勢的影響.投壩考慮板內(nèi)負我尢小及板內(nèi)K他去耦電容的效氐 扭苕參 數(shù)為直流電容15心 交流電睿GO卜1證。2- IC的電源去耦:濾波電路的瞬念電壓特性會有較大改協(xié) 但由于JUt及非變形器件 的影響,使得電源紋波不叮能完個被消除,Ft分布特件對F電源的特性彩響較大、 閔此*業(yè)黠fl関端應(yīng)加占犧電容,以改善板內(nèi)IC洌的電源牯性,髀件選抒同1所述.推薦的參數(shù)為直流戲睿1W 交流電容推薦 Wluf電容濾波的實質(zhì):為什么大電容不適合濾高頻?小電容不適合 濾低頻?1)理論
10、上理想的電容其阻抗隨頻率的增加而 減少(1/jwc),但由于電容兩端引腳的電感效應(yīng),這 時電容應(yīng)該看成是一個 LC串連諧振電路,自諧 振頻率即器件的FSR參數(shù),這表示頻率大于FSR 值時,電容變成了一個電感,如果電容對地濾波, 當頻率超出FSR后,對干擾的抑制就大打折扣, 所以需要一個較小的電容并聯(lián)對地原因在于小 電容,SFR值大,對高頻信號提供了一個對地通 路,所以在電源濾波電路中我們常常這樣理解:大 電容濾低頻,小電容濾高頻,根本的原因在于 SFR(自諧振頻率)值不同,想想為什么?如果從這 個角度想,也就可以理解為什么電源濾波中電容 對地腳為什么要盡可能靠近地了 我看了這篇文章,也做個粗略的總結(jié)吧:1. 電容對地濾波,需要一個較小的電容并聯(lián)對 地,對高頻信號提供了一個
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