PCB电路板滤波相关设计
发表时间：2018-11-23 16:15:52 人气：3026
本节主要介绍了滤波电路、滤波电路工作原理、滤波器件的种类、滤波电路的方式以及滤波电路特殊的布局布线。
1.滤波电路
滤波电路常用于滤去整流输出电压中的纹波，一般由电抗元件组成，如在负载电阻两端并联电容器C，或与负载串联电感器L，以及由电容，电感组成而成的各种复式滤波电路。
滤波是信号处理中的一个重要概念。滤波分经典滤波和现代滤波。
经典滤波的概念，是根据傅里叶分析和变换提出的一个工程概念。根据高等数学理论，任何一个满足一定条件的信号，都可以被看成是由无限个正弦波叠加而成。换句话说，就是工程信号是不同频率的正弦波线性叠加而成的，组成信号的不同频率的正弦波叫做信号的频率成分或叫做谐波成分。只允许一定频率范围内的信号成分正常通过，而阻止另一部分频率成分通过的电路，叫做经典滤波器或滤波电路。
2.滤波电路工作原理
当流过电感的电流变化时，电感线圈中产生的感应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。
在电感线圈不变的情况下，负载电阻愈小，输出电压的交流分量愈小。只有在RL>>ωL时才能获得较好的滤波效果。L愈大，滤波效果愈好。
另外，由于滤波电感电动势的作用，可以使二极管的导通角接近π，减小了二极管的冲击电流，平滑了流过二极管的电流，从而延长了整流二极管的寿命。
3.滤波电路
在EMC设计中，滤波的作用基本上是衰减高频噪声，所以滤波器通常都设计为低通滤波器，滤波电路的典型结构形式如图。
图（a）为电感滤波器，适用于高频时源阻抗和负载阻抗较小的场合。
图（b）为电容滤波器，适用于高频时源阻抗和负载阻抗较大的场合。
图（c）和（d）为T型滤波器，前者适用于高频时源阻抗较小､负载阻抗较大的场合；后者适用于高频时源阻抗较大､负载阻抗较小的场合。
图（e）为∏型滤波器，适用于高频时源阻抗和负载阻抗均较大的场合。
图（f）为T型滤波器，适用于高频时源阻抗和负载阻抗都比较小的场合。
滤波电路的布局与布线
滤波电路在布局布线时必须严格注意：
1. 滤波电路的地应该是一个低阻抗的地，同时不同的功能电路之间不能存在共地阻抗；
2. 滤波电路的输入/输出不能相互交叉走线，应该加以隔离；
3. 在滤波电路的设计中，同时应该注意使信号路径最短､尽量简洁；尽量减小滤波电容的等效串联电感和等效串联电阻；
4. 接口滤波电路应该尽量靠近接插件。
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