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实用EMI噪讯对策技术(10) 电源的噪讯

2017-12-131570安规与电磁兼容网

  


C单体滤波器利用电容器C使高频噪讯旁通(bypass),其结果反映在负载的电压VL,它的噪讯电压也会大幅降低。此时的条件在频噪频率范围下,滤波器阻抗ZF,会比信号源阻抗ZS与负载阻抗ZL低。

反映在负载的电压VL可以利用图6的式(a)与图7的式(b)求得,根据式(a)与式(b)可知滤波器的阻抗取决于受到滤波器、信号源、负载阻抗,滤波器的特性并不是由单体特性决定。
  

接着探讨L与C构成的LC滤波器特性。如图8所示LC滤波器有两种型式,L与C的组合,它的频率特性比L、C单体好。此处应用电路仿真分析技术,分析滤波器的频率特性。所谓电路仿真分析是指利用软件取代硬件构成的电路,求取电路动作波形而言。
  

滤波器的特性对信号源与负载有相关性,因此调查滤波器特性时,必需尽量反映滤波器本身的特性。此外信号源与负载不具频率特性,若使用电阻就可以掌握滤波器本身的频率特性,亦即透过信号源与负载的阻抗值,可以窥探滤波器的频率特性就。图9的VDB(3)(绿色线)是L单体滤波器的频率特性;VDB(5)(红色线)是LC(L输入)型滤波器的频率特性由图可知:
*LC(L输入)型滤波器的频率特性比L单体尖锐(sharp)
*C单体与L单体的频率特性特征相同
*LC(C输入)则与LC(L输入)的频率特性特征相同

在单体型的阻止领域,滤波器的频率特性会以20dB/dec比率衰减,在LC的阻止领域内则以40dB/dec比率衰减(dec=10)。

LC型滤波器的频率特性除了比单体型滤波器优越之外,L插入端的信号源与负载阻抗即使很低却非常有效,一般信号源的阻抗大多很低,此时L输入型滤波器就可以充分发挥功用。图9的VDB(7)(蓝色线)是L单体滤波器内,负载改换成阻抗(impedance)时的结果,负载如果是电阻时它会变成低通滤波器,负载改成阻抗后就成为高通滤波器。虽然图9是相当极端的范例,不过即使信号源与负载是电阻时,该值对滤波器特性具有影响。

 
比较不极端的范例如图10所示,信号源与负载都是电阻的场合,图10充分反映该值对滤波器特性的影响度。它是L单体滤波器为主体,改变信号源阻抗时的结果(影响度大小依照绿色、红色、蓝色线排列)。

如图10所示在通过领域,等化与cut-off频率都会变化,此时若改变负载阻抗会出现相异倾向,不过通过领域的等化与cut-off频率也会随着变化。
  

图11是利用LC滤波器改变信号源阻抗时的结果(影响度大小依照绿色、红色、蓝色排列),由图可知通过领域的等化与cut-off频率,以及频率特性的波形都出现变化,尤其是内产生峰值(黄色线与紫色线),该峰值是属于一种称为「共振」的现象,共振现象应用在各种用途,某些情况共振现象反而变成有害,例如在低通滤波器共振造成的峰值变成有害。

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