





电源滤波器的结构
电源滤波器一般都设计为只由电阻、电容及电感组成的被动滤波器,没有像晶体管之类的主动元件。右图是一个电源滤波器的例子,电源滤波器的上方接电源,电源端有一个共模电感,也就是电源的二条线依同一个方向绕在铁心上,电源线上若有共模讯号,其在共模电感产生的磁场会相加,因此有较大的阻抗,而差模讯号在共模电感产生的磁场会互相抵消,因此可以流过共模电感。由于这种电感只对共模干扰有***作用,而对差模电流没有影响,因此叫共模扼流圈。电源流过的电流主要是差模的,但上面也可能会噪声以差模的形式出现,若要***差模噪声,需要另外使用差模电感,或是各相有个别的电感器。
在电源滤波器上会使用特别的安规解耦电容,分为X电容及Y电容二类:X电容:***差模干扰(电源线之间的干扰)。Y电容:***共模干扰(各组电源线对地之间的干扰)。由于Y电容提高会使电器的漏电流增加,而电器的漏电流有其规定范围,因此Y电容不能太大,一般都会比X电容要小。而线路板上产生的干扰可以直接耦合到滤波器的输入在线,传导到机箱外面,造成超目标电磁发射。X电容和Y电容属于安规电容,即其失效后不会造成电1击,也不会影响人身安全。二者都有自我复原(self-healing)作用,会使局部短路的部份***原来的绝缘状态。
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滤波器的类型
巴特沃斯响应(平坦响应)
巴特沃斯响应能够较大化滤波器的通带平坦度。该响应非常平坦,非常接近DC信号,然后慢慢衰减至截止频率点为-3dB,终逼近-20ndB/decade的衰减率,其中n为滤波器的阶数。因此,FIR滤波器在通信、图像处理、模式识别等领域都有着广泛的应用。巴特沃斯滤波器特别适用于低频应用,其对于维护增益的平坦性来说非常重要。
贝塞尔响应
除了会改变依赖于频率的输入信号的幅度外,滤波器还会为其引入了一个延迟。延迟使得基于频率的相移产生非正弦信号失真。就像巴特沃斯响应利用通带较大化了幅度的平坦度一样,贝塞尔响应较小化了通带的相位非线性。
切贝雪夫响应
在一些应用当中,为重要的因素是滤波器截断不必要信号的速度。如果你可以接受通带具有一些纹波,就可以得到比巴特沃斯滤波器更快速的衰减。
FIR滤波器工作原理
在进入FIR滤波器前,首先要将信号通过A/D器件进行模数转换,把模拟信号转化为数字信号;同时,使用的接地线较长,这将导致滤波器的高频特性变坏,降低滤波性能。为了使信号处理能够不发生失真,信号的采样速度必须满足香农采样定理,一般取信号频率上限的4-5倍做为采样频率;一般可用速度较高的逐次逼进式A/D转换器,不论采用乘累加方法还是分布式算法设计FIR滤波器,滤波器输出的数据都是一串序列,要使它能直观地反应出来,还需经过数模转换,因此由FPGA构成的FIR滤波器的输出须外接D/A模块。FPGA有着规整的内部逻辑阵列和丰富的连线资源,特别适合于数字信号处理任务,相对于串行运算为主导的通用DSP芯片来说,其并行性和可扩展性更好,利用FPGA乘累加的快速算法,可以设计出高速的FIR数字滤波器。
馈通滤波器
馈通滤波器有焊接式安装和螺纹安装两种。焊接式安装的优点是节省空间,滤波性能可靠。但在将滤波器焊接到面板上时,由于面板的热容量远大于滤波器的热容量,因此焊接的局部温度有可能达到很高,容易造成馈通滤波器损坏。低通滤波低通滤波可以简单的认为:设定一个频率点,当信号频率高于这个频率时不能通过,在数字信号中,这个频率点也就是截止频率,当频域高于这个截止频率时,则全部赋值为0。焊接时要注意控制焊接的时间和温度。
螺纹安装方式简单易行,可以在面板上打通孔,用螺母将馈通滤波器拧紧;也可以直接在面板上打带螺纹的孔,将馈通滤波器直接拧在箱体或面板上。安装时要注意两点,一是扭矩不能太大,馈通滤波器虽然从外表上看与螺钉一样坚固,但是由于内部时空心的,扭矩过大会造成损坏。馈通滤波器的使用方法有以下三种1)安装在屏蔽体(屏蔽盒、屏蔽机箱等)的面板上。二是在安装时要套上锯齿垫片,这样可以保持良好的接触。