滤波器选择
滤波器使用方法

滤波器使用方法滤波器是一种常用的信号处理器件,广泛应用于通信、音频、图像等领域。
它的主要作用是对输入信号进行滤波处理,以滤除噪声、调整频率响应或改变信号形态。
本文将介绍滤波器的使用方法,包括滤波器的选择、参数设置和使用注意事项等方面。
一、滤波器的选择在选择滤波器时,需要根据具体的应用场景和需求来确定。
常见的滤波器类型包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
根据信号的频率特性和滤波要求,选择合适的滤波器类型可以达到更好的滤波效果。
二、滤波器的参数设置在使用滤波器时,需要设置一些参数来调整滤波器的性能。
常见的参数包括截止频率、通带增益、阻带衰减等。
截止频率是滤波器的一个重要参数,它决定了滤波器的频率响应特性。
通带增益表示滤波器在通带内的信号增益,阻带衰减表示滤波器在阻带内的信号衰减程度。
根据实际需求,设置适当的参数可以实现所需的滤波效果。
三、滤波器的使用注意事项在使用滤波器时,需要注意以下几点:1.信号采样率:滤波器的输入信号采样率必须满足奈奎斯特采样定理,即采样率要大于信号最高频率的两倍,否则会发生混叠现象。
2.滤波器的阶数:滤波器的阶数决定了滤波器的频率响应特性和滤波效果。
一般来说,阶数越高,滤波器的性能越好,但计算复杂度也会增加。
3.滤波器的延迟:滤波器的处理过程会引入延迟,这在某些实时应用中可能会造成问题。
因此,在选择滤波器时需要考虑延迟对系统性能的影响。
4.滤波器的稳定性:滤波器的稳定性是指滤波器的输出不会发散或趋于无穷大。
在选择滤波器时,需要确保选择的滤波器是稳定的,以避免系统不稳定或产生不可预测的结果。
5.滤波器的实时性能:对于实时应用,滤波器的实时性能是一个重要考虑因素。
滤波器的计算复杂度和延时应该在可接受范围内,以保证系统的实时性能。
四、滤波器的调试和验证在使用滤波器之前,需要对滤波器进行调试和验证,以确保其性能和滤波效果符合要求。
常见的调试方法包括输入不同类型的测试信号,观察滤波器的输出是否符合预期;通过频率响应曲线对滤波器进行分析和评估;对滤波器进行实际应用测试,检查滤波效果和性能指标等。
滤波器的参数选择和影响因素分析

滤波器的参数选择和影响因素分析在信号处理领域中,滤波器被广泛应用于滤除噪声、提取特定频率范围的信号等任务。
而要选择适当的滤波器参数,需要考虑多个影响因素。
本文将对滤波器参数选择和影响因素进行深入分析。
一、滤波器参数选择的基本原则滤波器的参数选择过程中,需要根据实际需求和信号特性来确定。
以下是一些基本原则:1. 频率范围:滤波器的频率范围应与信号的频率范围相匹配。
如果需要滤除高频噪声,可以选择低通滤波器;如果需要提取特定频率范围的信号,可以选择带通滤波器。
2. 阶数:滤波器的阶数决定了其滤波效果的好坏。
一般来说,阶数越高,滤波器的陡峭度越高,对信号的滤波效果也越好。
但是阶数过高会导致滤波器的计算量增加,所以需要在计算量和滤波效果之间进行权衡。
3. 带宽:带宽是指滤波器对信号的频带范围。
根据需要滤除的噪声或提取的信号频带范围确定滤波器的带宽。
4. 通带和阻带衰减:通带衰减是指滤波器在通带内对信号的衰减程度。
阻带衰减是指滤波器在阻带内对信号的衰减程度。
根据信号要求和噪声水平,选择适当的通带和阻带衰减。
二、滤波器参数选择的影响因素分析1. 信号特性:信号的频率、幅度、相位等特性对滤波器参数选择有重要影响。
需要根据信号的特点来选择合适的滤波器类型、频率范围以及通带和阻带衰减等参数。
2. 噪声水平:噪声水平决定了滤波器对噪声的抑制能力要求。
如果噪声水平较高,需要选择阻带衰减较大的滤波器,以提高对噪声的滤波效果。
3. 计算量和实时性:滤波器的阶数和复杂度决定了其计算量。
在实际应用中,需要综合考虑滤波器的滤波效果和计算量,选择合适的阶数和类型。
4. 系统要求:滤波器通常作为整个系统中的一个模块,需要考虑与系统其他模块的兼容性和接口需求。
滤波器的参数选择要符合系统整体需求。
综上所述,滤波器参数选择涉及多个方面的考虑,包括频率范围、阶数、带宽、通带和阻带衰减等。
同时,还需要考虑信号特性、噪声水平、计算量和实时性以及系统要求等因素。
如何选择和使用合适的电源滤波器

如何选择和使用合适的电源滤波器电源滤波器是电子设备中非常重要的一个组成部分,它能够过滤电源中的干扰信号和杂波,确保设备正常运行和提供稳定的电源。
本文将讨论如何选择和使用合适的电源滤波器。
一、电源滤波器的作用电源滤波器主要的作用是过滤电源中的干扰信号和杂波,从而确保电子设备能够正常运行和提供稳定的电源。
二、选择合适的电源滤波器的因素在选择合适的电源滤波器时,需要考虑以下几个因素:1. 频率范围:根据设备所处的电源频率范围选择相应的电源滤波器。
一般来说,工业设备使用的电源频率为50Hz,而家用设备使用的电源频率为60Hz。
2. 滤波等级:滤波等级越高,滤波效果越好。
一般来说,滤波等级可以分为三级,即C级、L级和T级。
对于普通家用电子设备而言,C级电源滤波器已足够满足需求。
3. 额定电流:根据设备的额定电流选择合适的电源滤波器。
一般来说,电源滤波器的额定电流应大于设备的额定电流,以确保其能够正常工作。
4. 外壳材质:电源滤波器的外壳材质应具有良好的散热性能,以保证其能够长时间稳定运行。
常见的外壳材质有金属和塑料两种。
5. 尺寸:根据设备的空间限制选择合适尺寸的电源滤波器。
一般来说,电源滤波器的尺寸应尽量小巧,以节省空间。
三、正确使用电源滤波器的方法除了选择合适的电源滤波器外,正确使用电源滤波器也非常重要。
以下是正确使用电源滤波器的方法:1. 安装位置:将电源滤波器安装在离电源接口最近的地方,以最大程度地过滤掉电源中的干扰信号和杂波。
2. 接线方法:正确接线是确保电源滤波器能够正常工作的关键。
在接线时,应按照电源滤波器的接线图进行连接,确保每个引脚都连接到正确的位置。
3. 环境温度:电源滤波器的工作温度应在规定范围内,避免过高的温度会影响其正常工作。
因此,在使用过程中,要注意不要将电源滤波器暴露在高温环境中。
4. 定期检测:定期检测电源滤波器的工作状态,如果发现异常情况(如漏电等),应及时更换或修理。
四、结语选择和使用合适的电源滤波器对于电子设备的正常运行和提供稳定的电源至关重要。
滤波器设计中的滤波器类型与滤波器结构选择

滤波器设计中的滤波器类型与滤波器结构选择在电子电路与通信系统中,滤波器是一种用于筛选信号频率的设备或电路。
滤波器的设计在很多领域都有应用,比如音频信号处理、图像处理、无线通信等。
在滤波器设计过程中,选择合适的滤波器类型和滤波器结构对于实现所需的信号处理效果至关重要。
一、滤波器类型滤波器根据其频率响应特性可以分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等不同类型。
在设计滤波器时,需要根据信号的特征和需求选择合适的滤波器类型。
1. 低通滤波器低通滤波器(Low Pass Filter)是一种可以传递低频信号而阻断高频信号的滤波器。
适用于去除高频噪声、保留低频信号等应用场景。
2. 高通滤波器高通滤波器(High Pass Filter)是一种可以传递高频信号而阻断低频信号的滤波器。
适用于去除低频噪声、保留高频信号等应用场景。
3. 带通滤波器带通滤波器(Band Pass Filter)是一种可以传递特定频率范围内的信号而阻断其他频率信号的滤波器。
适用于对特定频带内信号的提取与分析。
4. 带阻滤波器带阻滤波器(Band Stop Filter)是一种可以阻断特定频率范围内的信号而传递其他频率信号的滤波器。
适用于去除特定频段的干扰信号。
在实际应用中,根据具体需求选择合适的滤波器类型可以实现对信号的有效处理和筛选。
二、滤波器结构选择滤波器的结构选择与滤波器类型密切相关,合适的结构有助于实现所需的滤波器功能。
常见的滤波器结构包括:1. 激励响应滤波器激励响应滤波器(Impulse Response Filter)通过将输入信号与滤波器的冲激响应相乘得到输出信号。
该结构适用于线性时不变滤波器的设计,可以通过卷积运算实现。
2. 直接I型滤波器直接I型滤波器(Direct Form I Filter)是一种常见且简单的滤波器结构。
它由级联的一阶滤波器组成,适用于低阶滤波器设计。
3. 直接II型滤波器直接II型滤波器(Direct Form II Filter)是一种与直接I型滤波器结构相似但更稳定的滤波器结构。
滤波器设计中的巴特沃斯和切比雪夫滤波器的选择

滤波器设计中的巴特沃斯和切比雪夫滤波器的选择在信号处理和电子电路设计中,滤波器是一种常用的工具,用于去除信号中的噪声或者选择特定频率范围内的信号。
巴特沃斯滤波器和切比雪夫滤波器是两种常见的滤波器类型,它们在滤波器设计中扮演着重要角色。
本文将探讨巴特沃斯和切比雪夫滤波器的特点,并给出在不同情况下如何选择滤波器类型的建议。
1. 巴特沃斯滤波器巴特沃斯滤波器是一种最常见和最简单的滤波器类型之一。
它具有以下特点:1.1 平坦的幅频响应巴特沃斯滤波器的幅频响应是平坦的,即在通带内具有相等的增益,不会引入额外的波动或峰谷。
这使得巴特沃斯滤波器在需要保持信号幅度的应用中非常适用。
1.2 无群延迟巴特沃斯滤波器的群延迟是线性的,意味着不同频率的信号通过该滤波器后的延迟是相等的。
这对于需要保持信号的相位一致性和高时间分辨率的应用非常重要。
1.3 递归结构巴特沃斯滤波器可以使用递归结构实现,从而提供更高的阶数和更陡的滚降斜率。
这使得它在滤波器的设计中非常灵活。
2. 切比雪夫滤波器切比雪夫滤波器是另一种常见的滤波器类型,它具有以下特点:2.1 可调的滚降斜率切比雪夫滤波器的滚降斜率可以通过调整滤波器的阶数和纹波大小来控制。
滚降斜率指的是滤波器频率响应在截止频率附近的陡峭程度。
切比雪夫滤波器在需要更陡的滚降斜率的应用中很有用。
2.2 纹波存在切比雪夫滤波器的频率响应在通带内会引入一定的纹波,这是为了实现更陡的滚降斜率所必需的。
纹波大小可以通过指定通带纹波的最大允许值来控制。
2.3 非递归结构切比雪夫滤波器通常使用非递归结构实现,这意味着它们不会导致信号的反馈。
这使得它们在需要避免信号失真和不稳定性的应用中非常有用。
3. 如何选择滤波器类型在滤波器设计中,选择巴特沃斯滤波器还是切比雪夫滤波器取决于实际需求和应用场景。
下面是一些建议:3.1 幅频响应要求如果需要保持信号的幅度一致性,巴特沃斯滤波器是一个不错的选择,因为其幅频响应是平坦的。
防干扰滤波器的选型标准

防干扰滤波器的选型标准
选择防干扰滤波器时,需要考虑多个因素,包括但不限于以下几点:
1. 频率范围,首先要确定需要滤波的信号频率范围,以便选择合适的滤波器类型和截止频率。
不同的应用可能需要不同的频率范围,例如,无线通信领域可能需要考虑到不同频段的信号干扰。
2. 滤波器类型,根据具体的应用需求,需要选择合适的滤波器类型,比如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器或带阻滤波器。
每种类型的滤波器都有其特定的特性和适用范围。
3. 插损和衰减,在选择滤波器时,需要考虑其插入损耗和信号衰减特性。
通常情况下,需要在滤除干扰的同时尽量减小对所需信号的影响,因此需要平衡插损和衰减的关系。
4. 尺寸和重量,针对不同的应用场景,尺寸和重量可能是一个考虑因素。
比如在航空航天领域或便携设备中,可能需要尽量减小滤波器的尺寸和重量。
5. 环境要求,某些特殊环境下,如高温、低温、高湿度等,滤波器的工作稳定性和可靠性也是需要考虑的因素。
6. 成本和可获得性,最后,成本和可获得性也是选择滤波器时需要考虑的因素。
要根据项目预算和市场供应情况综合考虑。
总的来说,选择防干扰滤波器的标准包括频率范围、滤波器类型、插损和衰减、尺寸和重量、环境要求以及成本和可获得性等多个方面,需要综合考虑各种因素来做出合适的选择。
滤波器选型的注意事项

滤波器选型的注意事项在进行滤波器选型时,有一些重要的注意事项需要考虑。
以下是一些关键要点:1.滤波类型:首先需要确定滤波器的类型。
常见的滤波器类型包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
选择适当类型的滤波器取决于实际应用需求。
2.频率响应:滤波器的频率响应是选择滤波器的关键因素之一、频率响应指的是滤波器对不同频率的信号的处理能力。
为了实现所需的信号滤波效果,需要选择具有合适频率响应的滤波器。
3.通带和阻带:对于带通和带阻滤波器,通带和阻带的宽度是非常重要的参数。
通带是指在该频段内允许信号通过的频率范围,而阻带则是指在该频段内滤除信号的频率范围。
选择合适的通带和阻带宽度可以确保滤波器能够满足应用需求。
4.滤波器阶数:滤波器的阶数指的是滤波器的阻带和通带之间的过渡区域的陡度。
阶数越高,过渡区域越陡峭,滤波器的性能越好。
在选择滤波器时,需要根据应用的要求权衡滤波器的阶数和性能。
5.噪声性能:滤波器的噪声性能是选择滤波器时需要考虑的另一个重要因素。
滤波器的噪声性能对于需要处理低信噪比信号的应用非常关键。
选择低噪声滤波器可以改善信号质量。
6.温度稳定性:滤波器的性能在不同的温度下可能会有所变化。
在选择滤波器时,需要考虑滤波器的温度稳定性,特别是对于需要在温度变化较大的环境下使用的应用。
7.功耗:滤波器的功耗也是选择滤波器时需要考虑的一个关键因素。
对于需要低功耗的应用,选择低功耗的滤波器是非常重要的。
8.尺寸和成本:滤波器的尺寸和成本也是进行选型时需要考虑的因素。
对于有特殊空间限制或预算限制的应用,需要选择满足尺寸和成本要求的滤波器。
9.应用需求:最后,选择滤波器时需要充分考虑实际应用的需求。
不同的应用对滤波器的要求可能有所不同,因此需要将滤波器的性能与应用的需求相匹配。
总之,在进行滤波器选型时,需要考虑滤波类型、频率响应、通带和阻带、阶数、噪声性能、温度稳定性、功耗、尺寸和成本以及应用需求等因素。
滤波器的频率选择和带宽控制

滤波器的频率选择和带宽控制在现代通信系统中,滤波器是至关重要的组成部分。
它们能够帮助我们控制信号的频率,并通过抑制或放大特定频率范围内的信号,以实现信号处理和传输的目的。
本文将讨论滤波器频率选择和带宽控制的基本原理和方法。
一、滤波器的频率选择滤波器的频率选择是指通过滤波器选择某个特定频率范围内的信号,并抑制或放大其他频率范围内的信号。
频率选择的主要目的是在通信系统中去除干扰和噪声,以确保信号的质量和稳定性。
常见的滤波器类型包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
低通滤波器能够传递低频信号并抑制高频信号,而高通滤波器则相反。
带通滤波器则能够选择特定范围内的频率,将其放大并抑制其他频率。
带阻滤波器则实现了与带通滤波器相反的功能。
滤波器的频率选择是通过滤波器的频率响应曲线来实现的。
频率响应曲线是滤波器对不同频率信号的响应情况的图形表示。
它通常以dB为单位,在横轴上表示频率,纵轴上表示信号的衰减或增益。
通过分析频率响应曲线,可以确定滤波器的频率选择特性。
二、滤波器的带宽控制滤波器的带宽控制是指设置滤波器的频带宽度,以控制滤波器对信号的响应范围。
带宽控制的目的是根据具体的应用要求,选择合适的信号频带范围,以达到对信号进行精确处理和传输的目的。
带宽控制在不同类型的滤波器中有不同的实现方法。
对于数字滤波器,带宽可以通过改变滤波器的采样频率或阶数来实现。
而对于模拟滤波器,带宽的控制则需要通过改变滤波器的电路参数或选择不同的滤波器结构来实现。
带宽控制的重要性体现在滤波器的性能和应用中。
过宽的带宽会导致信号失真和频率干扰,而过窄的带宽则会导致信号信息丢失和损失。
因此,在设计和调整滤波器时,需要权衡选择合适的带宽范围,以确保所需的信号质量和系统性能。
三、滤波器的优化方法为了实现滤波器的频率选择和带宽控制,通常采用以下优化方法:1. 参数调整法:通过调整滤波器的电路参数,如电容、电感和阻抗等,来改变滤波器的频率响应和带宽范围。
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一、滤波器的选择与应用滤波器的选择看似神秘,但实质上并非如此。
不过在很多场合,即使竭尽全力采取以下所述方法来选择,也还是需要实验多个滤波器后才能挑出最合适的一只。
电路设计人员如何确定在哪种场合该选用哪种滤波器呢?本文旨在帮助他们作出这种决定。
1.滤波器有关指标的计算通过将产品的发射频谱与相关的电磁兼容标准比较,可以估算用滤波器控制发射所需要的衰减量。
对于抗扰性控制,可以通过比较外部电噪声(通常取自有关的电磁兼容抗扰度标准)与产品电子线路的敏感性以及干扰期间希望达到的性能等级来估算一个粗略值。
2.阻抗问题滤波器的工作原理是在射频电磁波的传输路径上形成很大的特性阻抗不连续,将射频电磁波中的大部分能量反射回源处。
大多数滤波器的性能是在源和负载阻抗均为50的条件下测得的,这使我们直接联想到极为重要的一点,这就是滤波器的性能在实际情况下不可能达到最佳。
考察一个典型的电源线滤波器,它安装在交流电源线与作为电子产品直流电源的交-直流变换器之间。
白天,交流电源的阻抗在2~2kΩ间变化,取决于与它连接的负载以及所关心的频率。
连接到电子设备的电源线的特征阻抗大约在150Ω,当整流器在电源波形的尖峰附近导通时,相当于短路,而在其它时间,相当于开路。
滤波器参数是在50Ω的源和负载阻抗的测试环境下获得的,因为大多数射频测试设备采用50Ω的源、负载及电缆。
这种方法获得的滤波器性能参数是最优化的,同时也是最具有误导性的。
因为滤波器由电感和电容组成的,因此这是一个谐振电路。
其性能和谐振主要取决于源端及负载端的阻抗。
3.信号线滤波器如果传导发射或辐射发射由不可避免的信号频谱引起,那么试图使用差模滤波器来减小这些发射并不是办法。
不过对所关心的信号频谱范围内的频率,采用共模滤波是可行的,因为有用的信号是差模而非共模。
信号线滤波器的技术指标中,一般都忽略了地线噪声。
驱动芯片会产生地线跳跃噪声,如果数字印刷电路板的地线面与机壳间的射频搭接不好,便会在所有导线中产生大量的数字0V噪声,因此,外封装上标有低转换速率的驱动芯片仍可能产生高电平的射频噪声。
低频模拟信号中使用的滤波器,尤其是当电子电路的灵敏度非常高时,需要采用如电源线滤波器一样的单级或多级电路。
然而,在多数情况下,信号是数字化的或高电平模拟信号,对干扰不很敏感,因此可采用R、L、C、RC、LC、T、或π型滤波器,如图1所示。
图1 各种信号线滤波器R和L滤波器的基本工作原理是产生一个高阻抗以反射干扰,但这通常仅能获得几个dB的衰减。
当源和负载阻抗都较低时,这种滤波器是最适合的。
L滤波器能产生谐振,因此最好由软铁氧体磁性材料做成(参见下述部分)。
由于电阻中存在0.2 pF左右的寄生旁路电容,因此R滤波器在高频时会失去滤波效能.C滤波器能产生一个低阻抗来反射干扰,通常用在源和负载阻抗都比较高的场合。
通常,C滤波器的性能曲线看起来都是比较理想的,但实际上远不是这样。
具有较大R值的RC滤波器是比较理想的,因为它不会产生明显的谐振。
但当信号频率在几kHz以上,或传输率在kB/s以上的电路中,高R值(最好是取10k左右)是不适合的。
LC、T和π型滤波器可以有更高的衰减值,但当它们连接到非50的源和负载阻抗的环境中时会发生谐振现象。
这个问题可以通过在电感上装入铁氧体来解决。
铁氧体在低频(有时可达10MHz左右)时呈电感特性,但在较高的频率处,它们失去了电感特性而表现出电阻特性。
铁氧体磁珠在100MHz时的有效阻抗超过1k,但直流时的阻抗则小于0.5,因而在无用频率处呈现高阻状态,在有用频率处呈现低阻状态。
射频滤波器的一个鲜为人知的特性就是当它不连接到良好的射频参考地时,其效果是很差的。
唯一能够作为射频参考地的是PCB上的实心地平面、金属板或金属壳体(“法拉第笼”),理想情况下,在被滤波的最高频率处,它们都不应有大于波长1/100的孔洞(空气中1GHz时3mm,或者在FR4纤维玻璃板中为1.5mm)。
滤波器中的电容与射频地之间的连线也应小于波长的1/100,同时还要保证电感很低。
这就是说,除非在极低的频率下,否则安全地的绿/黄色导线不能作为滤波器地线。
例如,如果装有 2.2nF的Y 型电容的电源线滤波器通过一根10cm长的绿/黄色导线接地,那么,在20MHz以上的频率时,由于地线电感的影响,其Y型电容将失效。
在估计绿/黄色导线地线的搭接性能时,可以假设导线的电感值约为1nH/mm。
滤波器唯一正确的连接是将滤波器壳壁直接与射频地参考面或壳体连接起来。
当然,只要有直接的射频地线搭接,那么出于安全考虑,装入绿/黄色导线也未尚不可。
如果滤波器要安装在PCB板上,其电容必须直接连接到地平面上。
如果没有地平面,安装含有电容的滤波器是劳而无功的。
如果滤波器安装在一个金属板或屏蔽壳体上,那么它必须是导电连接的,有时甚至有必要在滤波器安装面贴上一圈导电衬垫,以使滤波器壳体与其搭接的金属面间形成无缝隙的射频搭接。
军用信号滤波器一般属于C和π型,因为多数常见的军事设备都有一个很结实的、设计完善的射频地(金属浇注机箱)。
因此,这种场合使用的滤波器一般不会受到射频地不良所带来的影响。
不过,对民用品、商业用品及工业制品来说,射频地的完整性通常是一个严重的问题,因为得处处考虑产品成本。
因此,我发现在这种情况下,性能较好的信号线滤波器一般是RC、LC或T型的,将电阻或电感连接到外部导线上。
这将使射频参考地线上的射频电流比C或π型滤波器产生的射频电流小得多。
如果一条电缆有多束芯线,通常最好的办法是将所有的芯线穿过一个共模扼流圈。
如果减小敏感信号之间的串扰十分重要,则可以对芯线中各个信号分别采用共模扼流圈。
如果电源线滤波器不允许来自数字电路的900MHz的谐波泄漏到电源线中,这时就应考虑滤波器和屏蔽体的优化配合。
这些接近微波频率的谐波会使产品的辐射发射加强。
射频滤波器的另一个鲜为人知的特性就是要将滤波器与屏蔽视为一个整体,两者相辅相成。
错误的滤波器结构设计或安装方法很容易使产品辐射发射超标。
4.电源线波器(1)电源滤波器的基本原理电源滤波器是由电感和电容组成的低通滤波电路所构成,它允许直流或50Hz电流通过,对频率较高的干扰信号则有较大的衰减。
由于干扰信号有差模和共模两种,因此电源滤波器要对这两种干扰都具有衰减作用。
(2)电源滤波器的主要指标当我们选用电源滤波器时,应主要考虑三个方面的指标;首先是电压/电流,其次是插入损耗,最后是结构尺寸。
由于滤波器内部一般是经过灌封处理的,因此环境特性不是主要问题。
但是所有的灌封材料和滤波电容器的温度特性对电源滤波器的环境特性有一定的影响。
电源有交流直流之分,与此相对应,许多厂家的电源滤波器也分为交流和直流两种。
从原理上讲,交流电源滤波器既可用在交流电源上,也可在直流电源上使用;但直流电源滤波器不能用在交流的场合,这主要因为直流滤波器中的电容器的耐压较低,并且有可能其交流损耗较大,导致过热。
即使直流滤波器耐压没有问题,由于直流滤波器中使用了容量较大的共模滤波电容器,如果在交流的场合会产生漏电流超标的问题。
因此,直流电源滤波器绝对不能用在交流的场合。
交流滤波器用在直流场合,从安全的角度看没有问题,但要付出成本和体积的代价;在样机阶段,如果手头正好有交流滤波器,可以代替直流滤波器。
当电源滤波器的工作电流超过额定电流时,不仅会造成滤波器过热,而且会导致滤波器的低频滤波性能降低。
这是因为滤波器中的电感在较大电流的情况下,磁芯会发生饱和现象,使实际电感量减小。
因此,确定滤波器的额定工作电流时,要以设备的最大工作电流为准,确保滤波器在最大电流状态下具有良好的性能,否则当干扰在最大工作电流状态下出现时,设备会受到干扰或传导发射超标。
在确定滤波器的额定电流时,要留有一定的余量;特别是人们习惯上对交流电称“有效值”,而不是交流电的“峰值”,留有一定余量是非常有必要的。
一般滤波器的额定电流值应取实际电流值的1.5倍。
(3)插入损耗对使用效果的影响:从抑制干扰的角度考虑,插入损耗是最重要的指标。
插入损耗分为差模插入损耗和共模插入损耗。
(4)选用电源滤波器如何确定所需要的插入损耗首先在设备的电源入口处不安装滤波器,对设备进行传导发射和传导敏感度的测量,并与要满足的标准进行比较,看两者之间相差多少分贝,滤波器的作用是弥补上这个差距。
以抑制设备的传导发射为例,给出了确定滤波器插入损耗的过程。
首先将设备的传导发射值最大包络线A与标准给出的限制值线B相比较,计算其差值得到需要的插入损耗值C。
由于电源滤波器是低通滤波器,将插入损耗C变换为低通滤波器插入损耗D,D就是滤波器需要的插入损耗值。
注意:D并不是低频滤波器的特性,而是一个带阻滤波器的特性,这是考虑到实际滤波器的非理想性。
但是不要从产品样本上选择插入损耗值满足D的滤波器,因为产品样本上的数据是在滤波器两端阻抗为50Ω的条件下测得的,而实际使用条件并不是这样。
因此在实际使用条件下,滤波器的插入损耗会有所降低。
为了保险起见,在从产品样本中选择滤波器时,应加20dB的余量。
(5)实际电源滤波器与理想滤波器的差距理想的电源滤波器是低通滤波器,但实际的电源滤波器通常是带阻滤波器。
造成这种差别的原因是电容器和电感器的非理想性。
电容器的引线是有电感的,而电感线圈上又存在着寄生电容,尽管这些电感、电容很小,但当频率较高时,它们的影响是不能忽略的。
因此由实际电感、电容器构成的低通滤波器电路在频率较高时,就变成了一个带阻滤波器电路。
此外,高频时器件之间的耦合也是造成滤波器在高频区间插入损耗减小的一个原因。
器件之间的距离对滤波器的高频性能有很大的影响。
这种影响在1MHz时就已经很明显了。
因此,即使滤波器的电路结构完全相同,由于器件的特性不同、器件的安装方式的不同、内部结构的不同,它们的高频性能会差很多。
滤波器的电路结构仅决定了滤波器的低频特性。
要想提高滤波器的高频性能,生产时需要从许多方面注意制作工艺,如选用电感小的电容器、制作寄生电容小的电感、焊接时电容器的引线尽量短、在内部采取适当的隔离等。
图2给出的单级电源线滤波器对源和负载的阻抗都很敏感,当工作在实际的源和负载阻抗条件下时,很容易产生增益,而不是衰减。
这种增益通常出现在150kHz~10MHz的频率范围内,幅度可以达到10 ~20dB。
因此,在产品上安装一个不合适的滤波器后,可能会增加发射强度和/或使敏感性变得更糟。
图3所示的两级或更多级的滤波器,可以使内部接点保持在相对稳定的阻抗上,因此对负载及源的阻抗依赖不是很大,可以提供接近50/50指标的性能。
当然,这些滤波器体积更大,价格更高。
大多数电源线滤波器采用共模扼流圈和连接在相线间的X电容处理差模干扰。
如果滤波器用于解决开关电源、相位角功率控制器、马达驱动器等电路产生的低频高强度干扰问题,则通常需要比X电容所能提供的差模衰减更大的衰减,这时需要采用如图4所示的差模扼流圈。