Conhecimentos básicos de filtros (II)
Parâmetros técnicos do filtro
Os principais parâmetros do filtro: perda de inserção, perda de eco, largura de banda de banda passante, flutuação na banda, ondulação, relação de onda residente na banda, frequência central, frequência de corte, atraso, linearidade da fase na banda.
Devido à introdução do filtro na atenuação do sinal original no circuito, a perda na frequência central ou de corte é caracterizada, como a necessidade de perda de interpolação de banda completa precisa ser enfatizada. A perda de inserção é o principal parâmetro de indicador do filtro, mas os fabricantes de filtros gerais não podem obter a resistência da fonte e a impedância de carga do ambiente de aplicação real, então a perda de inserção do filtro é testada em um ambiente de impedância de 50 Ω (referência CISPR 17). O modo comum e o modo diferencial são testados da seguinte forma:
U1-----Filtro sem acesso, a fonte de sinal estabelece a tensão na carga。
U2-----Filtro de acesso, a tensão estabelecida pela fonte de sinal na carga。
Gráfico de simulação de perda de inserção de filtro
Também conhecida como perda de reflexão, é um parâmetro que indica o desempenho de reflexão do sinal, e a perda de eco indica que uma parte da potência recebida é refletida de volta para a fonte do sinal. A perda de retorno é principalmente causada pelo desalinhamento de impedância no link, e a relação entre a perda de retorno e o coeficiente de reflexão é：
Quanto maior a perda de retorno, melhor para reduzir o impacto do sinal refletido no sistema, a perda de retorno é infinita quando a potência de entrada é totalmente absorvida.
Impedância de entrada e impedância de saída do filtro afeta diretamente suas características de perda de inserção. Ao usar o filtro EMI, para garantir que haja o melhor efeito de inibição exigido no caso de entrada e saída com a máxima resistência a desalinhamento. O uso de filtros de sinal deve ser seguido pelo princípio da correspondência de impedância de entrada e saída de sinal útil, para evitar a atenuação do sinal, para sinais inúteis ou sinais de interferência que precisam ser filtrados deve garantir a máxima impedância de desalinhamento, para alcançar o melhor efeito de filtragem.
Gráfico da curva de simulação de impedância do filtro：
Selecione o filtro de acordo com a impedância de origem e impedância de carga:
O filtro deve atender aos requisitos da frequência de trabalho do circuito de carga e da frequência a ser suprimida. Na frequência exigida, a impedância do filtro deve coincidir com a impedância da fonte de interferência e a impedância da carga à qual ele está conectado, se a impedância da fonte de interferência é alta, então a impedância de saída do filtro deve ser baixa; Se a fonte de interferência for baixa impedância, a impedância de saída do filtro deve ser alta impedância.
4、Outros indicadores de parâmetros：
atraso（TD）：
Refere-se ao tempo necessário para o sinal passar pelo filtro, o valor é a derivada da frequência diagonal da função de fase de transmissão, ou seja, TD = DF / DV. ondas（Ripple）：
Refere-se ao pico-pico dentro da faixa de largura de banda 3dB (frequência de corte), onde a perda de interpolação flutua com a frequência com base na curva de média de perda.
Flutuações dentro（Pass Band Ripple）：
A perda de inserção dentro da banda passa varia com a frequência. A flutuação na banda dentro da largura de banda de 1dB é de 1dB.
Traga dentro de Bobby（VSWR）：
Medir se o sinal na banda de passagem do filtro corresponde bem à transmissão é um indicador importante. A correspondência ideal é VSWR=1:1, quando não corresponde <1. Na mesma fase da onda de incidente e da onda refletida, a amplitude de tensão é adicionada à amplitude de tensão máxima VMAX, formando o ventre da onda. Onde as fases opostas da onda de entrada e da onda refletida, a amplitude de tensão é reduzida para a menor amplitude de tensão VMIN, formando um nó de onda. O valor de amplitude de todos os outros pontos está entre o ventre da onda e o nó, esta onda sintética é chamada de onda estacionária, e a relação de onda estacionária é a relação entre o valor da amplitude de tensão na onda estacionária VMAX e o valor da amplitude de tensão na onda VMIN.
Linearidade da fase na banda：
Este indicador caracteriza o tamanho da distorção de fase introduzida pelo filtro para o sinal de transmissão na banda passante. O filtro projetado de acordo com a função de resposta de fase linear tem boa linearidade de fase.
Frequência de corte（Cutoff frequency）：
Refere-se ao ponto de banda direita do filtro passa-baixo e ao ponto de banda esquerda do filtro passa-alta, geralmente definido como um ponto de perda relativa de 1dB ou 3dB. A linha de base de referência para a perda relativa é: a baixa passagem baseia-se na perda de interpolação em DC e a alta passagem baseia-se na perda de interpolação em frequências suficientemente altas em bandas sem bandas de impedância parasitárias.
Frequência central（Center Frequency）：
Requisitos de instalação do filtro
1、Requisitos de localização de instalação do filtro：
Quando uma fonte de assédio afeta vários dispositivos sensíveis, o filtro é colocado perto da fonte de assédio. Por outro lado, quando há apenas um dispositivo sensível, e quando há várias fontes de perturbação, o filtro é colocado perto do dispositivo sensível. Os benefícios da colocação do filtro perto da fonte de assédio, de modo que a interferência seja restrita perto da fonte de assédio, cortar o caminho de interferência da fonte de assédio e inibir o lançamento da fonte de assédio. O filtro no PCB deve ser instalado na interface, quando você precisa instalar vários filtros, ele deve ser instalado lado a lado para evitar o acoplamento de diferentes linhas de sinal antes e depois; Quando há apenas uma fonte de interferência na interface do sinal, o filtro deve ser instalado o mais próximo possível da fonte de perturbação.
2、Requisitos de cabeamento de saída de filtro：
Outros cabeamento de sinal deve evitar a necessidade de aumentar a colocação do cabeamento de sinal de interferência perto do filtro, evitar interferência da fonte de sinal acoplado a outros cabos de sinal e reduzir o efeito de filtragem do filtro.
A tela de sinal após a filtragem deve evitar a proximidade do cabeamento de sinal de interferência forte, para evitar a poluição secundária da linha de sinal após a filtragem e reduzir o efeito de filtragem do filtro.
3、Requisitos de aterramento do filtro：
O filtro é conectado à terra através de uma linha de terra fina, o efeito de filtragem de alta frequência é muito ruim, de modo que a casca de terra do filtro e o plano de estrutura de metal são bem ajustados, melhorando o efeito de aterramento. O ponto de aterrissagem do filtro deve ser silencioso (não há fonte de interferência forte poluição do plano do solo), a linha de aterrissagem deve ser tão curta e grosseira quanto possível, para reduzir a indução parasitária da aterrissagem, e o ponto de aterrissagem deve escolher o menor ponto da área do loop de interferência da fonte de refluxo.