產品做RE測試時,測試總是通不過,或者電源紋波總是降低電路性能。這時,資深工程師可能會輕描淡寫的跟你說:“加濾波器啊!”
可是,對于剛接觸電路設計的人來說,濾波器種類這么多,究竟應該怎么設計濾波電路呢?
濾波器在模擬電路設計過程中一直占據著十分重要的地位,從板子上電開始,就需要對電源進行濾波,抑制電源自身的噪聲,避免電源的波動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,經常直接關系到整個系統電路的穩定。如果電源噪聲過大,在深度反饋的系統中經過一級又一級放大后,我們的電路可能已經沒有辦法實現理論上的功能。高頻的自激會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,甚至對于我們的數字電路來說,會引起數字邏輯功能的致命錯誤。
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型濾波器的負載阻抗高,源阻抗低;
倒L型濾波器的負載阻抗低,源阻抗高;
T型濾波器的負載阻抗低,源阻抗低;
π型濾波器的負載阻抗高,源阻抗高。
在實際使用一般遵循這個規則,但實際中阻抗很難估算特別是高頻段,由于寄生參數的原因,電路阻抗變化很大,電路阻抗還和電路的工作狀態有關。
在解決濾波器設計問題時,初學者常常的方法就是試!試!試!也有可能所有的努力全都白費。
這時候,如果有這么一個簡單的工具:
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濾波器性能的直接影響。
一定會受工程師的追捧!這個工具還真有,就是那就是村田的靜噪濾波器設計輔助工具,不需要安裝,只要打開村田官網,就可下載。
第一步:只需要設置一下三個主要的參數——電路電流、電路電壓、工作溫度,并且留有適當的裕量。
第二步:選擇系統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有效的濾波器電路以及差模噪聲、共模噪聲的相應仿真結果。除此之外還提供了電路中所有元器件的型號信息和主要參數,所有類型都可以直接在村田找到對應的產品。
第三步:新建電路,選擇你想要的C、CMCC、BEAD三種器件結構,使用簡單的多電容并聯結構、能夠有效抑制共模噪聲的共模電感、經典的CLC組合Π型濾波結構或者是鐵氧體磁珠,來組合形成不同的濾波器電路,選擇你想用的器件型號,就可以完成電路設計。
最后就可以重新生成新的仿真結果和之前的電路仿真結果進行對比,幫助修改電路參數和結構,得到需要的濾波器設計結構。
好了,工具教給你了,完美濾波電路僅需三步即可完成了。
責任編輯人:CC
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