PCB電路的濾波規(guī)范設(shè)計

在PCB設(shè)計中，濾波包括專門的信號濾波器的設(shè)計，也包括大量電源濾波電容的使用。有兩方面的原因會產(chǎn)生噪聲：一方面，當電氣信號進出設(shè)備時，就會產(chǎn)生傳導(dǎo)噪聲，通過其他方式并不能完全抑制進出設(shè)備的傳導(dǎo)噪聲；另一方面，集成芯片的輸出狀態(tài)的變化或其他原因會使芯片供電電源上產(chǎn)生一定的噪聲，并影響芯片本身或其他芯片的正常工作。通過以上兩方面的原因，則說明濾波是必不可少的部分。

濾波器件

常用的濾波器件有多種，包括電阻､電感､電容､鐵氧體磁珠等。

1.    電阻

電阻不能單獨用來做濾波的用途，它一般與電容結(jié)合起來組成RC濾波網(wǎng)絡(luò)使用，由于引線電感（ESL）與寄生電容的存在，因此電阻的高低頻特性有較大的差異。

2.    電感

電感由于引線電阻（ESR）和寄生電容的存在，使電感存在一個自諧振頻率fc，電感在低于fc的頻率范圍內(nèi)表現(xiàn)為電感的特性，但在高于fc的頻率范圍內(nèi)，則表現(xiàn)為電容的特性。

3.    電容

電容和電感類似，電容在低頻時表現(xiàn)為電容的特性，在高頻時表現(xiàn)為電感的特性。

4.    鐵氧體磁珠

鐵氧體磁珠也是濾波常用的器件，用于電磁噪聲抑制的鐵氧體是一種磁性材料，由鐵､鎳､鋅氧化物混合而成，具有很高的電阻率，較高的磁導(dǎo)率。鐵氧體磁珠串接在信號或電源通路上，用于抑制差模噪聲，當電流流過鐵氧體時，低頻電流可以幾乎無衰減的通過，但高頻電流卻會受到很大的損耗，轉(zhuǎn)變成熱量散發(fā)，鐵氧體磁珠可以等效為電阻與電感的串聯(lián)，但電阻值與電感值都是隨頻率而變化的。

鐵氧體磁珠與普通的電感相比具有更好的高頻濾波特性，鐵氧體在高頻時呈現(xiàn)電阻特性，相當于品質(zhì)因數(shù)很低的電感，所以能在相當寬的頻率范圍內(nèi)保持較高的阻抗，從而提高高頻濾波效能。

5.    共模電感

共模電感插入傳輸導(dǎo)線中，可以同時抑制每根導(dǎo)線對地的共模高頻噪聲。通常的做法是把兩個相同的線圈繞在同一個鐵氧體環(huán)上，鐵氧體磁損較小，繞制的方法使得兩線圈在流過共模電流時磁環(huán)中的磁通相互疊加，從而具有相當大的電感量，對共模電流起到抑制作用，而當兩線圈流過差模電流時，磁環(huán)中的磁通相互抵消，幾乎沒有電感量，所以差模電流可以無衰減地通過。

濾波電路

在EMC設(shè)計中，濾波的作用基本上是衰減高頻噪聲，所以濾波器通常都設(shè)計為低通濾波器，濾波電路的典型結(jié)構(gòu)形式如圖。

圖（a）為電感濾波器，適用于高頻時源阻抗和負載阻抗較小的場合。

圖（b）為電容濾波器，適用于高頻時源阻抗和負載阻抗較大的場合。

圖（c）和（d）為T型濾波器，前者適用于高頻時源阻抗較小､負載阻抗較大的場合；后者適用于高頻時源阻抗較大､負載阻抗較小的場合。

圖（e）為∏型濾波器，適用于高頻時源阻抗和負載阻抗均較大的場合。

圖（f）為T型濾波器，適用于高頻時源阻抗和負載阻抗都比較小的場合。

濾波電路的布局與布線

濾波電路在布局布線時必須嚴格注意：

1. 濾波電路的地應(yīng)該是一個低阻抗的地，同時不同的功能電路之間不能存在共地阻抗；

2. 濾波電路的輸入/輸出不能相互交叉走線，應(yīng)該加以隔離；

3. 在濾波電路的設(shè)計中，同時應(yīng)該注意使信號路徑最短､盡量簡潔；盡量減小濾波電容的等效串聯(lián)電感和等效串聯(lián)電阻； 

4. 接口濾波電路應(yīng)該盡量靠近接插件。

以上主要介紹了濾波器件的種類、濾波電路的方式以及濾波電路特殊的布局布線。

編輯：admin  最后修改時間：2018-05-15