濾波器分類

北京愛科創(chuàng)業(yè)電子技術有限公司是一家**從事 EMI 電源濾波器及 EMC 相關產(chǎn)品設計制造和 EMC 技術服務的高新技術公司，是國家認定的高新技術企業(yè)并通過了ISO9001：2008質(zhì)量體系認證。有電磁兼容**博士以上學歷的技術人才3人，技術力量雄厚。 主營產(chǎn)品包括：濾波器、電源濾波器、EMI濾波器、EMI電源濾波器等等。

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1、按所處理的信號按所處理的信號分為模擬濾波器和數(shù)字濾波器兩種。折疊2、按所通過信號的頻段按所通過信號的頻段分為低通、高通、帶通和帶阻濾波器四種。

低通濾波器：它允許信號中的低頻或直流分量通過，抑制高頻分量或干擾和噪聲。

高通濾波器：它允許信號中的高頻或交流分量通過，抑制低頻或直流分量。

帶通濾波器：它允許一定頻段的信號通過，抑制低于或高于該頻段的信號、干擾和噪聲。

帶阻濾波器：它抑制一定頻段內(nèi)的信號，允許該頻段以外的信號通過。折疊3、按所采用的元器件按所采用的元器件分為無源和有源濾波器兩種。

3.1、無源濾波器： 僅由無源元件(R、L 和C)組成的濾波器，它是利用電容和電感元件的電抗隨頻率的變化而變化的原理構成的。這類濾波器的優(yōu)點是：電路比較簡單，不需要直流電源供電，可靠性高；缺點是：通帶內(nèi)的信號有能量損耗，負載效應比較明顯，使用電感元件時容易引起電磁感應，當電感L較大時濾波器的體積和重量都比較大，在低頻域不適用。

3.2、有源濾波器：由無源元件(一般用R和C)和有源器件(如集成運算放大器）組成。這類濾波器的優(yōu)點是：通帶內(nèi)的信號不僅沒有能量損耗，而且還可以放大，負載效應不明顯，多級相聯(lián)時相互影響很小，利用級聯(lián)的簡單方法很容易構成高階濾波器，直流PCB濾波器哪里有，并且濾波器的體積小、重量輕、不需要磁*(由于不使用電感元件）；缺點是：通帶范圍受有源器件(如集成運算放大器）的帶寬限制，需要直流電源供電，可靠性不如無源濾波器高，在高壓、高頻、大功率的場合不適用。折疊4、根據(jù)濾波器的安放位置根據(jù)濾波器的安放位置不同，一般分為板上濾波器和面板濾波器。

4.1、板上濾波器安裝在線路板上，如PLB、JLB系列濾波器。這種濾波器的優(yōu)點是經(jīng)濟，缺點是高頻濾波效果欠佳。其主要原因是：

4.1.1、濾波器的輸入與輸出之間沒有隔離，容易發(fā)生耦合；

4.1.2、濾波器的接地阻抗不是很低，削弱了高頻旁路效果；

4.1.3、濾波器與機箱之間的一段連線會產(chǎn)生兩種不良作用： 一個是機箱內(nèi)部空間的電磁干擾會直接感應到這段線上，沿著電纜傳出機箱，借助電纜輻射，使濾波器失效；另一個是外界干擾在被板上濾波器濾波之前，借助這段線產(chǎn)生輻射，或直接與線路板上的電路發(fā)生耦合，造成敏感度問題；

4.2、濾波陣列板、濾波連接器等面板濾波器一般都直接安裝在*機箱的金屬面板上。由于直接安裝在金屬面板上，濾波器的輸入與輸出之間完全隔離，接地良好，電纜上的干擾在機箱端口上被濾除，因此濾波效果相當理想。缺點是必須在設計初期考慮安裝所需的配合結構。

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濾波器的技術參數(shù)及正確使用

(1)插入損耗是噪聲濾波器的重要技術參數(shù)之一，在設計和選用時應予主要考慮。在濾波器的安全常規(guī)電氣性能、環(huán)境及機械條件都滿足要求時，應盡量選擇插入損耗值大些。

插入損耗的定義如圖3所示，當沒接濾波器時，信號源輸出電壓為V點，當濾波器接入后，在濾波器的輸出端測得信號源的電壓為V2。若信號源輸出阻抗與接收機輸入阻抗相等，都是50Ω，則濾波器的插入損耗為：

IL=20log(V1/V2)

因為電源噪聲濾波器能衰減共模噪聲和差模噪聲，所以它即有共模插入損耗，和差模插入損耗。

但在實際選用濾波器時，應注意產(chǎn)品手冊給出的插入損耗曲線，都是按照標準規(guī)定，在其輸入和輸出阻抗都為50Ω條件下測得的。因為實際的濾波器兩端阻抗不一定在全頻率范圍內(nèi)是不是50Ω，所以它對EMI信號的衰減，并不等于產(chǎn)品手冊中給出的插入損耗值。特別當使用安裝不當時，還會遠遠小于標準給定的插入損耗值。

(2)電源噪聲濾波器是一種具有互易性的無源網(wǎng)絡。在實際應用中為使它有效地抑制噪聲應合理配接。按圖4所示組合來選擇濾波器的網(wǎng)絡結構和參考，才能得到較好的EMI抑制效果。

當濾波器的輸出阻抗與負載阻抗不相等時，在此端口上會產(chǎn)生反射，兩個阻抗相差越大，端口產(chǎn)生的反射也越大。當濾波器兩端阻抗都與外部阻抗不相等時，則EMI信號將在其輸入和輸出端產(chǎn)生反射。這時電源濾波器對電磁干擾噪聲的衰減，就與濾波器固有的插入損耗和反射損耗有關，可利用這點更有效地抑制電磁干擾噪聲。在實際設計和選擇使用EMI濾波器時，要注意濾波器阻抗的正確連接，以造成盡可能大的反射，使濾波器在很寬的頻率范圍內(nèi)造成較大的阻抗失配，從而得到更好的電磁干擾抑制性能。

(3)在電源濾波器的實際應用中，要求其外殼與系統(tǒng)地之間有良好的電氣連接，且應使地線盡可能短，因為過長的接地線會加大接地電阻和電感，而嚴重削減濾波器的共模抑制能力，同時也會產(chǎn)生公共接地阻抗耦合的問題。如圖5所示，接地線過長，則濾波器輸入和輸出之間的公共耦合阻抗Zg也會過大，負載上電壓為：Vo=Vz Vg=Vz (Ii-Io)Zg --(2)

電子低通濾波器

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有許許多多不同頻率響應的不同類型濾波器電路。濾波器的頻率響應通常用波德圖?表示。例如，一階濾波器在頻率增加一倍（增加octave）時將信號強度減弱一半（大約-6dB）。一階濾波器幅度波特圖在截止頻率之下是一條水平線，在截止頻率之上則是一條斜線。在兩者邊界處還有一個"knee curve"在兩條直線區(qū)域之間平緩轉(zhuǎn)換。參見RC電路。二階濾波器對于削減高頻信號能起到更高的效果。這種類型的濾波器的波特圖類似于一階濾波器，只是它的滾降速率更快。例如，一個二階的巴特沃斯濾波器（它是一個沒有尖峰的臨界衰減RLC電路）頻率增加一倍時就將信號強度衰減到初的四分之一（每倍頻-12dB）。其它的二階濾波器初的滾降速度可能依賴于它們的Q因數(shù)，但是后的速度都是每倍頻 -12dB。參見RLC電路。三階和更高階的濾波器也是類似?？傊?，后n階濾波器的滾降速率是每倍頻6ndB。對于任何的巴特沃斯濾波器，如果向右延長水平線并且向左上延伸斜線（函數(shù)的漸近線，它們將相交在“截止頻率”。一階濾波器在截止頻率的頻率響應是水平線下-3dB。不同類型的濾波器——巴特沃斯濾波器、切比雪夫濾波器等——都有不同形狀的“knee curves”。許多二階濾波器設計成有“峰值”或者諧振以得到截止頻率處的頻率響應處在水平線之上。參見電子濾波器中其它類型的濾波器。"低"和"高"的含義——例如截止頻率—— 依賴于濾波器的特性。（術語“低通濾波器”僅僅是指濾波器響應的形狀。一個高通濾波器能夠設計成比任何低通濾波器截止頻率更低的截止頻率。不同的頻率響應是區(qū)分它們的依據(jù)。）電子濾波器能夠設計成任何所期望的頻率范圍——可以到微波頻率（超過 1000 MHz）乃至更高。

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