PCB電路板濾波相關(guān)設(shè)計
發(fā)表時間：2018-11-23 16:15:52 人氣：3427
本節(jié)主要介紹了濾波電路、濾波電路工作原理、濾波器件的種類、濾波電路的方式以及濾波電路特殊的布局布線。
1.濾波電路
濾波電路常用于濾去整流輸出電壓中的紋波，一般由電抗元件組成，如在負載電阻兩端并聯(lián)電容器C，或與負載串聯(lián)電感器L，以及由電容，電感組成而成的各種復(fù)式濾波電路。
濾波是信號處理中的一個重要概念。濾波分經(jīng)典濾波和現(xiàn)代濾波。
經(jīng)典濾波的概念，是根據(jù)傅里葉分析和變換提出的一個工程概念。根據(jù)高等數(shù)學理論，任何一個滿足一定條件的信號，都可以被看成是由無限個正弦波疊加而成。換句話說，就是工程信號是不同頻率的正弦波線性疊加而成的，組成信號的不同頻率的正弦波叫做信號的頻率成分或叫做諧波成分。只允許一定頻率范圍內(nèi)的信號成分正常通過，而阻止另一部分頻率成分通過的電路，叫做經(jīng)典濾波器或濾波電路。
2.濾波電路工作原理
當流過電感的電流變化時，電感線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢將阻止電流的變化。當通過電感線圈的電流增大時，電感線圈產(chǎn)生的自感電動勢與電流方向相反，阻止電流的增加，同時將一部分電能轉(zhuǎn)化成磁場能存儲于電感之中；當通過電感線圈的電流減小時，自感電動勢與電流方向相同，阻止電流的減小，同時釋放出存儲的能量，以補償電流的減小。因此經(jīng)電感濾波后，不但負載電流及電壓的脈動減小，波形變得平滑，而且整流二極管的導通角增大。
在電感線圈不變的情況下，負載電阻愈小，輸出電壓的交流分量愈小。只有在RL>>ωL時才能獲得較好的濾波效果。L愈大，濾波效果愈好。
另外，由于濾波電感電動勢的作用，可以使二極管的導通角接近π，減小了二極管的沖擊電流，平滑了流過二極管的電流，從而延長了整流二極管的壽命。
3.濾波電路
在EMC設(shè)計中，濾波的作用基本上是衰減高頻噪聲，所以濾波器通常都設(shè)計為低通濾波器，濾波電路的典型結(jié)構(gòu)形式如圖。
圖（a）為電感濾波器，適用于高頻時源阻抗和負載阻抗較小的場合。
圖（b）為電容濾波器，適用于高頻時源阻抗和負載阻抗較大的場合。
圖（c）和（d）為T型濾波器，前者適用于高頻時源阻抗較小?負載阻抗較大的場合；后者適用于高頻時源阻抗較大?負載阻抗較小的場合。
圖（e）為∏型濾波器，適用于高頻時源阻抗和負載阻抗均較大的場合。
圖（f）為T型濾波器，適用于高頻時源阻抗和負載阻抗都比較小的場合。
濾波電路的布局與布線
濾波電路在布局布線時必須嚴格注意：
1. 濾波電路的地應(yīng)該是一個低阻抗的地，同時不同的功能電路之間不能存在共地阻抗；
2. 濾波電路的輸入/輸出不能相互交叉走線，應(yīng)該加以隔離；
3. 在濾波電路的設(shè)計中，同時應(yīng)該注意使信號路徑最短?盡量簡潔；盡量減小濾波電容的等效串聯(lián)電感和等效串聯(lián)電阻；
4. 接口濾波電路應(yīng)該盡量靠近接插件。
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