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信號線濾波器選擇規則

Trent帶你學硬件 ? 來源:村田制作所 ? 2023-02-12 17:26 ? 次閱讀

先看結論:

如果傳輸線較短,選擇阻抗元件(如電阻器或鐵氧體磁珠)抑制噪聲。但是,如果傳輸線較長,阻抗增加,可能導致無法實現充分的噪聲抑制效果。此時,可以考慮增加一個電容器。這種對策也有望增強電纜連接中的靜電放電(ESD)效果。

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再看原因:

傳輸線的電流和電壓根據在線路上的位置而變化,并且電流和電壓分布也視頻率不同而變化。電流和電壓分布的差異會影響鐵氧體磁珠的噪聲抑制效果

根據在傳輸線上的位置,鐵氧體磁珠在375MHz處的噪聲抑制效果有特別大的差異,所以我專注于375MHz這個頻率。圖A顯示了每條傳輸線長度的測量結果。與輻射噪聲一樣,傳輸線越短,375MHz處的電流分布越小。傳輸線長度為5cm時,整體電流下降,峰值電流與輻射噪聲一樣下降了13dB。傳輸線長度為20cm時,電流沒有下降太多,峰值電流與輻射噪聲一樣僅下降了2dB。

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事實證明,電流分布的變化與輻射噪聲的變化相關,所以我比較了安裝鐵氧體磁珠之前不同傳輸線長度的電流分布。

重點關注鐵氧體磁珠安裝位置的電流分布情況,結果發現,傳輸線長度為5cm和10cm時電流較大,噪聲抑制效果很好。另一方面,在傳輸線長度為20cm,噪聲抑制效果較小的情況下,濾波器安裝位置處的電流非常小,電流的峰值遠離濾波器安裝位置,換句話說就是略微靠近負載側。

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鐵氧體磁珠和電容器組合的效果

在所討論的375MHz的頻率下,由于濾波器安裝位置處的阻抗較高,鐵氧體磁珠無法獲得充分的噪聲抑制效果。在這種情況下,電容器可以有效地工作,通過降低傳輸線和接地線之間的阻抗,將來自傳輸線的噪聲電流旁路至接地線。因此,我考慮使用電容器。

首先,我移除鐵氧體磁珠,并在傳輸線和接地線之間安裝一個容量相對較小(10pF)的電容器。結果,噪聲在某些頻率處得到抑制,但在其他頻率下無效。

當安裝位置處的阻抗較低時,鐵氧體磁珠可以實現出色的噪聲抑制效果。另一方面,當安裝位置處的阻抗較高時,電容器可以實現出色的噪聲抑制效果。因此,我安裝了一個電感器和一個電容器。此時,在很寬的頻率范圍內實現了出色的噪聲抑制效果。在375MHz時,噪聲比未安裝濾波器的情況降低18dB。如此一來,如果鐵氧體磁珠無法單獨實現足夠的噪聲抑制效果,與電容器的組合則可以得到出色的噪聲抑制效果。

此外,我還確認了僅安裝鐵氧體磁珠時以及與電容組合時的波形。

由于增加的電容器的容量相對較小(10pF),即使在增加電容器25MHz之后,波形的變形也幾乎沒有影響。

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審核編輯:湯梓紅

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原文標題:信號線濾波器選擇規則

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