<strong>1、电容的滤波作用</strong>
<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2019-01/博客/100017155-57379-1.jpg" alt=“”></center>
<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2019-01/博客/100017155-57380-2.jpg" alt=“”></center>
即频率f越大,电容的阻抗Z越小。
当低频时,电容C由于阻抗Z比较大,有用信号可以顺利通过;
当高频时,电容C由于阻抗Z已经很小了,相当于把高频噪声短路到GND上去了。
<strong>2、电容滤波在何时会失效</strong>
整改中常常会使用电容这种元器件进行滤波,往往有“大电容滤低频,小电容滤高频”的说法。
以常见的表贴式MLCC陶瓷电容为例,进行等效模型如下:
<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2019-01/博客/100017155-57381-3.jpg" alt=“”></center>
容值10nF,封装0603的X7R陶瓷的模型参数如下:
<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2019-01/博客/100017155-57382-4.jpg" alt=“”></center>
由于等效模型中既有电容C,也有电感L,组成了二阶系统,就存在不稳定性。对电路回路来说,就是会发生谐振,谐振点在如下频率处:
<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2019-01/博客/100017155-57383-5.jpg" alt=“”></center>
下图是谐振曲线的示例:
<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2019-01/博客/100017155-57384-6.jpg" alt=“”></center>
即常说的在谐振点前是电容,谐振点之后就不再是电容了。
<strong>3、LC滤波何时使用</strong>
如果串联电感L,再并联组成C,就形成了LC滤波:
<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2019-01/博客/100017155-57385-7.jpg" alt=“”></center>
单独一个电容C是一阶系统,单独一个电感L也是一阶系统,在幅值衰减斜率是-20dB。但LC组成的二阶系统,幅值衰减斜率是-40dB,更靠近理想的“立陡”的截止频率的效果,即滤波效果更好。
<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2019-01/博客/100017155-57386-8.jpg" alt=“”></center>
<strong>4、PWM频率到底是多少</strong>
往往提到PWM,比如会说用20kHz PWM驱动电机等。但实际上,这个20kHz仅代表PWM的脉冲周期是50us:
<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2019-01/博客/100017155-57387-9.jpg" alt=“”></center>
那么所谓的20kHz PWM在频域上的频率点落在哪里呢,如下公式:
<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2019-01/博客/100017155-57388-10.jpg" alt=“”></center>
对于阶跃信号来说,由于上升时间tr无穷小,则频率f无穷大。当频率高了之后,寄生参数则不能在忽略,会引发很多谐振的问题。
从信号上来看,就是很陡峭的阶跃信号会有过冲和振荡的问题。简单来说就是频率f越大,则噪声所占的频率就会越宽泛,即EMC特性就会越差。
<strong>5、如何将原理图和PCB对应起来</strong>
由于细分工种的问题,原理图和PCB被割裂开来,由两组人进行分工作业:
<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2019-01/博客/100017155-57389-11.jpg" alt=“”></center>
例如在原理图上有如下的电路:
<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2019-01/博客/100017155-57390-12.jpg" alt=“”></center>
其隐含一个问题就是在PCB上其实V1的负极和C1的负极是有一条线(PCB layout工具软件中用的词比较准确,Trace,踪迹/轨迹)。
往往在设计阶段A->B->C是都会关注的。如果EMC出现问题,除了要在原理图上查找电路参数的问题,还需要特别关注C->D,即回流路径。
<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2019-01/博客/100017155-57391-13.jpg" alt=“”></center>
如果回流路径不顺畅,会造成信号的畸变:
<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2019-01/博客/100017155-57392-14.jpg" alt=“”></center>
比如在EMC试验时,MCU的ADC采集到的信号被干扰到了,则除了在原理图上分析外,在PCB上讲该信号高亮出来,然后再耐心寻找该信号的回流路径是否有不顺畅的地方:
<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2019-01/博客/100017155-57393-15.jpg" alt=“”></center>
对着信号线头脑中想象回流路径,有点意识流的感觉。
<strong>六、总结</strong>
<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2019-01/博客/100017155-57394-16.jpg" alt=“” width="600"></center>
本文转载自:<a href="https://blog.csdn.net/Chify_w/article/details/79471681">Chify_w的博客</a>
声明:本文为转载文章,转载此文目的在于传递更多信息,版权归原作者所有,如涉及侵权,请联系小编邮箱:cathy@eetrend.com 进行处理。
<strong><a href="http://www.mouser.cn/applications/" style="color:red;">点击这里,获取更多关于应用和技术的有关信息</a></strong>
<strong><a href="https://www.mouser.cn/blog" style="color:red;">点击这里,获取更多工程师博客的有关信息</a></strong>