濾波器的原理與作用
濾波器是對波進(jìn)行過濾的器件,一般有兩個端口,一個輸入信號、一個輸出信號。可以說它是重要的電子元器件,濾波器把電源功率傳輸?shù)皆O(shè)備上,大大衰減經(jīng)電源傳入的EMI電磁干擾信號,保護(hù)設(shè)備免受其害;同時,又能有效地控制設(shè)備本身產(chǎn)生的EMI信號,防止它進(jìn)入電網(wǎng),污染電磁環(huán)境,危害其他設(shè)備。
基本原理
濾波器是由電感和電容組成的低通濾波電路所構(gòu)成,它允許有用信號的電流通過,對頻率較高的干擾信號則有較大的衰減。由于干擾信號有差模和共模兩種,因此濾波器要對這兩種干擾都具有衰減作用。其基本原理有三種:
(1)利用電容通高頻隔低頻的特性,將火線、零線高頻干擾電流導(dǎo)入地線(共模),或?qū)⒒鹁€高頻干擾電流導(dǎo)入零線(差模);
(2)利用電感線圈的阻抗特性,將高頻干擾電流反射回干擾源;
(3)利用干擾抑制鐵氧體可將一定頻段的干擾信號吸收轉(zhuǎn)化為熱量的特性,針對某干擾信號的頻段選擇合適的干擾抑制鐵氧體磁環(huán)、磁珠直接套在需要濾波的電纜上即可。
濾波器的主要參數(shù)
通帶帶寬:指需要通過的頻譜寬度,BW=(f2-f1)。f1、f2為以中心頻率f0處插入損耗為基準(zhǔn)。
帶內(nèi)波動(Passband Ripple):通帶內(nèi)插入損耗隨頻率的變化量。1dB帶寬內(nèi)的帶內(nèi)波動是1dB。
紋波(Ripple):指1dB或3dB帶寬(截止頻率)范圍內(nèi),插損隨頻率在損耗均值曲線基礎(chǔ)上波動的峰值。
延遲(Td):指信號通過濾波器所需要的時間,數(shù)值上為傳輸相位函數(shù)對角頻率的導(dǎo)數(shù),即Td=df/dv。
帶內(nèi)相位線性度:該指標(biāo)表征濾波器對通帶內(nèi)傳輸信號引入的相位失真大小。按線性相位響應(yīng)函數(shù)設(shè)計(jì)的濾波器具有良好的相位線性度。
插入損耗(Insertion Loss):由于濾波器的引入對電路中原有信號帶來的衰耗,以中心或截止頻率處損耗表征,如要求全帶內(nèi)插損需強(qiáng)調(diào)。