產(chǎn)品做RE測(cè)試時(shí),測(cè)試總是通不過,或者電源紋波總是降低電路性能。這時(shí),資深工程師可能會(huì)輕描淡寫的跟你說:“加濾波器啊!”
可是,對(duì)于剛接觸電路設(shè)計(jì)的人來說,濾波器種類這么多,究竟應(yīng)該怎么設(shè)計(jì)濾波電路呢?
濾波器在模擬電路設(shè)計(jì)過程中一直占據(jù)著十分重要的地位,從板子上電開始,就需要對(duì)電源進(jìn)行濾波,抑制電源自身的噪聲,避免電源的波動(dòng)傳遞到我們的硬件電路中,帶來不必要的影響。
電源濾波的好壞,經(jīng)常直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)電路的穩(wěn)定。如果電源噪聲過大,在深度反饋的系統(tǒng)中經(jīng)過一級(jí)又一級(jí)放大后,我們的電路可能已經(jīng)沒有辦法實(shí)現(xiàn)理論上的功能。高頻的自激會(huì)使得模擬通道的總諧波失真明顯加大,傳輸鏈路的信噪比徹底崩潰,甚至對(duì)于我們的數(shù)字電路來說,會(huì)引起數(shù)字邏輯功能的致命錯(cuò)誤。
在電源中,最常使用的濾波器有:低通濾波器,帶通濾波器。常見基本低通濾波器的電路形式如下圖所示:
L型濾波器的負(fù)載阻抗高,源阻抗低;
倒L型濾波器的負(fù)載阻抗低,源阻抗高;
T型濾波器的負(fù)載阻抗低,源阻抗低;
π型濾波器的負(fù)載阻抗高,源阻抗高。
在實(shí)際使用一般遵循這個(gè)規(guī)則,但實(shí)際中阻抗很難估算特別是高頻段,由于寄生參數(shù)的原因,電路阻抗變化很大,電路阻抗還和電路的工作狀態(tài)有關(guān)。
在解決濾波器設(shè)計(jì)問題時(shí),初學(xué)者常常的方法就是試!試!試!也有可能所有的努力全都白費(fèi)。
這時(shí)候,如果有這么一個(gè)簡(jiǎn)單的工具:
不僅可以十分快捷地幫助選擇濾波器的類型,查看仿真結(jié)果,最重要的還可以直接選擇配套的電容電感,了解每種器件的改變對(duì)濾波器性能的直接影響。
一定會(huì)受工程師的追捧!這個(gè)工具還真有,就是那就是村田的靜噪濾波器設(shè)計(jì)輔助工具,不需要安裝,只要打開村田官網(wǎng),就可下載。
第一步:只需要設(shè)置一下三個(gè)主要的參數(shù)——電路電流、電路電壓、工作溫度,并且留有適當(dāng)?shù)脑A俊?/p>
第二步:選擇系統(tǒng)中需要抑制的噪聲的主要頻段,就可以快速幫我們生成一個(gè)有效的濾波器電路以及差模噪聲、共模噪聲的相應(yīng)仿真結(jié)果。除此之外還提供了電路中所有元器件的型號(hào)信息和主要參數(shù),所有類型都可以直接在村田找到對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品。
第三步:新建電路,選擇你想要的C、CMCC、BEAD三種器件結(jié)構(gòu),使用簡(jiǎn)單的多電容并聯(lián)結(jié)構(gòu)、能夠有效抑制共模噪聲的共模電感、經(jīng)典的CLC組合Π型濾波結(jié)構(gòu)或者是鐵氧體磁珠,來組合形成不同的濾波器電路,選擇你想用的器件型號(hào),就可以完成電路設(shè)計(jì)。
最后就可以重新生成新的仿真結(jié)果和之前的電路仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,幫助修改電路參數(shù)和結(jié)構(gòu),得到需要的濾波器設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。
好了,工具教給你了,完美濾波電路僅需三步即可完成了。
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