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滤波器的选择与应用

滤波器的选择与应用

点击数:7142 次   录入时间:03-04 12:01:16   整理:http://www.55dianzi.com   电子技术

图4 各种信号线滤波器

  R和L滤波器的基本工作原理是产生一个高阻抗以反射干扰,但这通常仅能获得几个dB的衰减。当源和负载阻抗都较低时,这种滤波器是最适合的。L滤波器能产生谐振,因此最好由软铁氧体磁性材料做成(参见下述部分)。由于电阻中存在0.2 pF左右的寄生旁路电容,因此R滤波器在高频时会失去滤波效能。

  C滤波器能产生一个低阻抗来反射干扰,通常用在源和负载阻抗都比较高的场合。通常,C滤波器的性能曲线看起来都是比较理想的,但实际上远不是这样。

  具有较大R值的RC滤波器是比较理想的,因为它不会产生明显的谐振。但当信号频率在几kHz以上,或传输率在kB/s以上的电路中,高R值(最好是取10k左右)是不适合的。

  LC、T和π型滤波器可以有更高的衰减值,但当它们连接到非50的源和负载阻抗的环境中时会发生谐振现象。这个问题可以通过在电感上装入铁氧体来解决。铁氧体在低频(有时可达10MHz左右)时呈电感特性,但在较高的频率处,它们失去了电感特性而表现出电阻特性。铁氧体磁珠在100MHz时的有效阻抗超过1k,但直流时的阻抗则小于0.5,因而在无用频率处呈现高阻状态,在有用频率处呈现低阻状态。现在可以采购到型号众多的SMD铁氧体磁珠来满足各种频谱的需要。

  射频滤波器的一个鲜为人知的特性就是当它不连接到良好的射频参考地时,其效果是很差的。唯一能够作为射频参考地的是PCB上的实心地平面、金属板或金属壳体(“法拉第笼”),理想情况下,在被滤波的最高频率处,它们都不应有大于波长1/100的孔洞(空气中1GHz时3mm,或者在FR4纤维玻璃板中为1.5mm)。

  滤波器中的电容与射频地之间的连线也应小于波长的1/100,同时还要保证电感很低。这就是说,除非在极低的频率下,否则安全地的绿/黄色导线不能作为滤波器地线。例如,如果装有2.2nF的Y型电容的电源线滤波器通过一根10cm长的绿/黄色导线接地,那么,在20MHz以上的频率时,由于地线电感的影响,其Y型电容将失效。

  在估计绿/黄色导线地线的搭接性能时,可以假设导线的电感值约为1nH/mm。滤波器唯一正确的连接是将滤波器壳壁直接与射频地参考面或壳体连接起来。当然,只要有直接的射频地线搭接,那么出于安全考虑,装入绿/黄色导线也未尚不可。

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