滤波相关介绍.ppt

滤波的相关介绍?滤波是将信号中特定波段频率滤除的操作,是是抑制和防止干扰的一项重要措施,电子设备的电源电路工作时会存在高频噪声,主要由于电源模块工作时的高频开关造成的,负载频繁变化也会导致噪声的产生。在PCB设计时使用大面积铺地,尽量增大供电线宽度能降低噪声。但采取这些措施也很难达到EMI(电磁干扰)的要求,因此在电源部分采用滤波措施是必须的。?今天主要介绍几种滤波器件?1电容?①工作原理?在整流电路输出的电压是单向脉动性电压,不能直接给电子电路使用。所以要对输出的电压进行滤波,消除电压中的交流成分,成为直流电后给电子电路使用。单向脉动性直流电压可分解成交流和直流两部分。在电源电路的滤波电路中,利用电容器的“隔直通交”的特性和储能特性滤除电压中的交流成分。?电容的等效模型为一电感L,一电阻R和电容C的串联,电感L为电容引线所致,电阻R代表电容的有功功率损耗,电容为C。因而可等效为串联LC回路求其谐振频率,串联谐振频率?在谐振频率以下电容呈容性,谐振频率以上电容呈感性。因而一般大电容滤低频波,小电容滤高频波。?注意点:?,需要一个较小的电容并联对地,对高频信号提供了一个对地通路。?频率变大后,大于W0值时,电容变成了一个电感,如果电容对地滤波,当频率超出谐振频率后,对干扰的抑制就大打折扣,所以需要一个较小的电容并联对地?2电源滤波中电容对地脚要尽可能靠近地,接的地干扰要小就是通常说的“静地”电容关于滤波电容、去耦电容、旁路电容作用?滤波电容用在电源整流电路中,用来滤除交流成分。使输出的直流更平滑。?去耦电容用在放大电路中不需要交流的地方,用来消除自激,使放大器稳定工作。?旁路电容用在有电阻连接时,接在电阻两端使交流信号顺利通过。?旁路电容,去耦电容,滤波电容等等,其实无论如何称呼,它的原理都是一样的,即利用对交流信号呈现低阻抗的特性,这一点可以通过电容的等效阻抗公式看出来:Xcap=1/2лfC,工作频率越高,电容值越大则电容的阻抗越小.。在电路中,如果电容起的主要作用是给交流信号提供低阻抗的通路,就称为旁路电容;如果主要是为了增加电源和地的交流耦合,减少交流信号对电源的影响,就可以称为去耦电容;如果用于滤波电路中,那么又可以称为滤波电容;除此以外,对于直流电压,电容器还可作为电路储能,利用冲放电起到电池的作用。?在电子电路中,去耦电容和旁路电容都是起到抗干扰的作用,电容所处的位置不同,称呼就不一样了。对于同一个电路来说,旁路(bypass)电容是把输入信号中的高频噪声作为滤除对象,把前级携带的高频杂波滤除,而去耦(decoupling)电容也称退耦电容,是把输出信号的干扰作为滤除对象。?3电感?工作原理:?当流过电感的电流变化时,电感线圈中产生的感生电动势将阻止电流的变化。当通过电感线圈的电流增大时,电感线圈产生的自感电动势与电流方向相反,阻止电流的增加,同时将一部分电能转化成磁场能存储于电感之中;当通过电感线圈的电流减小时,自感电动势与电流方向相同,阻止电流的减小,同时释放出存储的能量,以补偿电流的减小。因此经电感滤波后,不但负载电流及电压的脉动减小,波形变得平滑,而且整流二极管的导通角增大。?由纯电感电路中欧姆定律的表达式I=U/(XL)和线圈的感抗公式XL=2πfL 可知,感抗却跟通过的电流的频率有关。电感L越大,频率f越高,感抗就越大,电流就越小。所以电感线圈在电路中有“通直流、阻交流”或“通低频、阻高频”的特性。所以电感有滤波作用电容和电感的很多特性是恰恰相反的。?电感的阻抗与频率成正比,电容的阻抗与频率成反比,所以,电感可以阻扼高频通过,电容可以阻扼低频通过。二者适当组合,就可过滤各种频率的信号。如在整流电路中,将电容并在负载上或将电感串联在负载上,可滤去交流纹波。?共模电感的滤波电路,La和Lb就是共模电感线圈。这两个线圈绕在同一铁芯上,匝数和相位都相同(绕制反向)。这样,当电路中的正常电流流经共模电感时,电流在同相位绕制的电感线圈中产生反向的磁场而相互抵消,此时正常信号电流主要受线圈电阻的影响(和少量因漏感造成的阻尼);当有共模电流流经线圈时,由于共模电流的同向性,会在线圈内产生同向的磁场而增大线圈的感抗,使线圈表现为高阻抗,产生较强的阻尼效果,以此衰减共模电流,达到滤波的目的。?对理想的电感模型而言,当线圈绕完后,所有磁通都集中在线圈的中心内。但通常情况下环形线圈不会绕满一周,或绕制不紧密,这样会引起磁通的泄漏。共模电感有两个绕组,其间有相当大的间隙,这样就会产生磁通泄漏,并形成差模电感。因此,共模电感一般也具有一定的差模干扰衰减能力。?在滤波器的设计中,我们也可以利用漏感。如在普通的滤波器中,仅安装一个共模电感,利用共模电感的漏感产生适量的差模电感,起到对差模电流的抑制作用。有时,还要人为增