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M6米乐最新下载地址一文读懂RLC无源滤波电路设计全过程
发布时间:2024-04-17 08:04:38 来源:米乐m6网页版登录 作者:米乐m6登录米乐平台

  上的噪声和纹波去除掉。常用的无源滤波电路有磁珠电容滤波电路和RC滤波电路两种,两种滤波电路所使用的场合和条件不同,作用也不一样。另外,

  这个电路的问题在于,由于磁珠和电容器件参数设置不优,对于一些在低频部分(10KHz-1MHz)噪声较大的电源,不能很好的起到电源滤波的作用。下面是使用该滤波网络的PPC模块(时钟模块)时钟输出的频谱图。可以很明显的看到在300KHz和230KHz附近有开关噪声的存在,而且其与主频之间的能量差最大为-49dB左右。该电路需要优化,否则这样送出的时钟作为高速信号的参考时钟是存在误码风险的。

  再来看看磁珠电容滤波电路的情况,这里的L选取的是磁珠,电感由于所占的体积较大,不适合电路普遍推广,电感可在有特殊需求的场合下使用。

  磁珠可看做是一个LRC并联的系统,低频段显现的是感性,中频段显现的是阻性,高频段显现的是容性。

  为了电路的分析方便,磁珠我们暂时只把它当做电感和直流等效电阻串联的模型。整个LC滤波电路电路的模型如下:

  wmax为出现极值点的频率,及幅频曲线极大值时的频率。L为磁珠的感抗值C为滤波电容值,r1为磁珠的直流等效电阻,r2是电容的直流等效电阻。幅频函数如下:

  可以看出,wmax,与LC相关,同时与r1与r2相关,在L和r1值确定的情况下,C越大,r2值越大,wmax最小。

  根据理论分析的结果,提高电容的C值与电容对应的ESR的值,可以使wmax减小,在wmax值处的超调量减小

  从上面两图对比来看,加入了大ESR,大电容值的阻尼电容,确实使得峰值的频率由44.5kHz转移到39.5kHz,增益的峰值也由6.75 dB降为了1.112 dB。但是在300kHz附近的幅频曲线的幅值变化不大,都在-38dB左右。

  后面实测发现,使用1欧姆的电阻,如果电路电流过大,会导致在电阻上的压降过大,引起电路不稳定。采用了改进的RC电路,将电阻阻值设置为0.15欧姆,电容C设置为较小ESR的100uf陶瓷电容。电路模型如下:

  磁珠电容滤波电路的改进措施:在磁珠后并联一个大ESR(0.55欧姆),大容值(100uf)的普通钽电容,测得的频谱如下,将300kHz左右的开关噪声由-49dB降低为-63dB,减小的幅度为14dB。其他频率的噪声也有较大的衰减。

  RC的改进措施:将磁珠更换为电阻,改原来的LC滤波为RC滤波。开始使用的电阻阻值为1欧姆,但是1欧姆的电阻串联在电路中是很不妥的,不能用于较大电流(百mA级)电路,因此需要使用较小阻值的电阻(0.15欧姆)。为了达到较好的滤波效果,与0.15欧姆电阻配合使用时,我们使用低ESR的陶瓷电容,容值为100uf。

  测试的幅频曲线kHz左右的开关噪声由-49dB降低为-73dB,减小的幅度为24dB。其他频率的噪声也有较大的衰减。

  (2)磁珠是个较为复杂的器件,其受到温度影响较大;使用仿真的模型也不能完全将其特性反映出来。

  1、低频滤波电路适合使用RC电路。因为小封装的磁珠电感值较小,对低频不能起到很好的滤波效果;RC电路易于实现,对低频的效果很明显。

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