【靜噪效果的基礎 第7講】LC複合型EMI濾波器
發布時間:2014-07-18 責任編輯:willwoyo
【導讀】此專欄將為大家介紹有關靜噪對策的基礎知識。本次集中介紹LC複合型EMI濾波器。主要包括C與L組合後,插入損耗會出現急劇的下降趨勢;濾波器電路類型選擇方法和LC複合濾波器的產品實例
C與L組合後,插入損耗會出現急劇的下降趨勢
之前,介紹了電容器與電感器組合後比單體的插入損耗下降趨勢更急劇。圖1顯示了其圖形特征。

圖1 濾波器的元件數與頻率特征
如ru圖tu所suo示shi,濾lv波bo器qi元yuan件jian數shu量liang越yue多duo,則ze濾lv波bo器qi插cha入ru損sun耗hao下xia降jiang趨qu勢shi更geng急ji劇ju。濾lv波bo器qi的de插cha入ru損sun耗hao特te性xing的de傾qing斜xie度du越yue大da,則ze信xin號hao與yu噪zao音yin的de選xuan擇ze性xing也ye相xiang應ying提ti高gao。
隨 著濾波器的插入損耗特性傾斜度變大後,當信號接近於噪音的頻率後,就難以對信號再造成不良影響。圖2顯示了信號頻率較高,而接近於噪音頻率時的例子。當兩 者(zhe)的(de)頻(pin)率(lv)接(jie)近(jin)後(hou),若(ruo)使(shi)用(yong)插(cha)入(ru)損(sun)耗(hao)較(jiao)平(ping)緩(huan)的(de)濾(lv)波(bo)器(qi),並(bing)選(xuan)擇(ze)可(ke)充(chong)分(fen)降(jiang)低(di)噪(zao)音(yin)的(de)常(chang)量(liang)後(hou),頻(pin)率(lv)臨(lin)近(jin)的(de)信(xin)號(hao)高(gao)次(ci)諧(xie)波(bo)成(cheng)分(fen)也(ye)得(de)到(dao)充(chong)分(fen)減(jian)弱(ruo)。其(qi)結(jie)果(guo),即(ji)如(ru)圖(tu)3顯示,信號 波(bo)形(xing)則(ze)變(bian)平(ping)緩(huan)。如(ru)選(xuan)擇(ze)不(bu)會(hui)對(dui)信(xin)號(hao)頻(pin)率(lv)造(zao)成(cheng)影(ying)響(xiang)的(de)常(chang)量(liang),則(ze)會(hui)導(dao)致(zhi)無(wu)法(fa)充(chong)分(fen)減(jian)少(shao)噪(zao)音(yin)。另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian),若(ruo)使(shi)用(yong)插(cha)入(ru)損(sun)耗(hao)特(te)性(xing)變(bian)化(hua)傾(qing)斜(xie)度(du)大(da)的(de)濾(lv)波(bo)器(qi),便(bian)能(neng)選(xuan)擇(ze)分(fen)離(li)信(xin)號(hao)與(yu) 噪音,更可有效控製其對信號造成的影響。為此,LC複合濾波器靜噪效果可用於想盡可能抑製高速信號線路中對信號波形產生的影響。

圖2 不同濾波器特性對信號所造成的不同影響

圖3 波形趨勢的事例
[page]濾波器電路類型選擇方法
電容器與電感器組合式LC複合濾波器,根據其組合方式可分各種類型。如之前所介紹的,濾波器元件數越多,則信號與幹擾 分離效果更好,但同樣元件數也存在T型及π型的不同組合方式。而在區分這2種不同的使用方式時,插入濾波器電路的輸出入阻抗就尤為關鍵。在構成LC複合濾 波(bo)器(qi)的(de)元(yuan)件(jian)中(zhong),降(jiang)低(di)電(dian)容(rong)器(qi)與(yu)地(di)之(zhi)間(jian)的(de)阻(zu)抗(kang),可(ke)使(shi)幹(gan)擾(rao)向(xiang)地(di)一(yi)側(ce)移(yi)動(dong),因(yin)此(ci),與(yu)阻(zu)抗(kang)較(jiao)高(gao)部(bu)分(fen)相(xiang)鄰(lin)的(de)效(xiao)果(guo)更(geng)好(hao)。相(xiang)反(fan),電(dian)感(gan)器(qi)則(ze)是(shi)通(tong)過(guo)提(ti)高(gao)阻(zu)抗(kang)來(lai)阻(zu)止(zhi)噪(zao)音(yin)的(de)通(tong)過(guo), 因此,相鄰於較低阻抗部分的效果更好。綜上所述,在選擇LC複合濾波器時,判斷濾波器前後的阻抗是高還是低是關鍵。以上描述可參考圖4。

圖4 LC複合濾波器的電路選擇方法
LC複合濾波器的產品實例
LC複合濾波器如上所述,其特征是可使插入損耗特性下降更急劇,因此更多是在於信號頻率較高 並臨近於幹擾頻率的情況下使用。以前經常用於電腦的模擬RGB端口等地方。最近,用於手機內部的液晶模塊及照相機模塊的端口線上,消除手機載波及電視信號 波層幹擾的情況也逐漸增多。手機由於其小型化非常重要,因此所使用的LC複合濾波器會用到多層技術。並且,由於部分平行排列了許多信號線,因此,經常是4 條電路合一的數組排列類型。

圖5 多層LC複合濾波器的結構實例
其次,手機上使用時,配備了多個自我諧振頻率的濾波器,重點放置在800MHz帶及2GHz的複數頻率帶區域。

圖6 具備多個自我諧振頻率的特性實例
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