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電源濾波器的結(jié)構(gòu)
電源濾波器一般都設(shè)計為只由電阻、電容及電感組成的被動濾波器,沒有像晶體管之類的主動元件。但是阻隔、減弱的幅度則會依據(jù)不同的頻率以及不同的濾波程序(目的)而改變。右圖是一個電源濾波器的例子,電源濾波器的上方接電源,電源端有一個共模電感,也就是電源的二條線依同一個方向繞在鐵心上,電源線上若有共模訊號,其在共模電感產(chǎn)生的磁場會相加,因此有較大的阻抗,而差模訊號在共模電感產(chǎn)生的磁場會互相抵消,因此可以流過共模電感。電源流過的電流主要是差模的,但上面也可能會噪聲以差模的形式出現(xiàn),若要抑制差模噪聲,需要另外使用差模電感,或是各相有個別的電感器。
在電源濾波器上會使用特別的安規(guī)解耦電容,分為X電容及Y電容二類:X電容:抑制差模干擾(電源線之間的干擾)。如果直接將電纜的濾波電容連接到這種地線上,會造成嚴重的共模輻射問題。Y電容:抑制共模干擾(各組電源線對地之間的干擾)。由于Y電容提高會使電器的漏電流增加,而電器的漏電流有其規(guī)定范圍,因此Y電容不能太大,一般都會比X電容要小。X電容和Y電容屬于安規(guī)電容,即其失效后不會造成電1擊,也不會影響人身安全。二者都有自我復原(self-healing)作用,會使局部短路的部份恢復原來的絕緣狀態(tài)。
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濾波器
顧名思義,是對波進行過濾的器件。數(shù)字濾波器一般可以用兩種方法來實現(xiàn):一種方法是用數(shù)字硬件裝配成一臺專門的設(shè)備,這種設(shè)備稱為數(shù)字信號處理機?!安ā笔且粋€非常廣泛的物理概念,在電子技術(shù)領(lǐng)域,“波”被狹義地局限于特指描述各種物理量的取值隨時間起伏變化的過程。該過程通過各類傳感器的作用,被轉(zhuǎn)換為電壓或電流的時間函數(shù),稱之為各種物理量的時間波形,或者稱之為信號。因為自變量時間‘是連續(xù)取值的,所以稱之為連續(xù)時間信號,又習慣地稱之為模擬信號(Analog Signal)。隨著數(shù)字式電子計算機(一般簡稱計算機)技術(shù)的產(chǎn)生和飛速發(fā)展,為了便于計算機對信號進行處理,產(chǎn)生了在抽樣定理指導下將連續(xù)時間信號變換成離散時間信號的完整的理論和方法。
也就是說,可以只用原模擬信號在一系列離散時間坐標點上的樣本值表達原始信號而不丟失任何信息,波、波形、信號這些概念既然表達的是客觀世界中各種物理量的變化,自然就是現(xiàn)代社會賴以生存的各種信息的載體。無源濾波器無源濾波器:僅由無源元件組成的濾波器,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(gòu)成的。信息需要傳播,靠的就是波形信號的傳遞。信號在它的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)換、傳輸?shù)拿恳粋€環(huán)節(jié)都可能由于環(huán)境和干擾的存在而畸變,有時,甚至是在相當多的情況下,這種畸變還很嚴重,以致于信號及其所攜帶的信息被深深地埋在噪聲當中了。濾波,本質(zhì)上是從被噪聲畸變和污染了的信號中提取原始信號所攜帶的信息的過程。
電壓、電流對使用效果的影響
電源有交流直流之分,與此相對應,許多廠家的電源濾波器也分為交流和直流兩種。5mA,其電源濾波器的Y電容會更小,而其電感感值則會對應增加。從原理上講,交流電源濾波器既可用在交流電源上,也可在直流電源上使用;但直流電源濾波器不能用在交流的場合,這主要因為直流濾波器中的電容器的耐壓較低,并且有可能其交流損耗較大,導致過熱。
即使直流濾波器耐壓沒有問題,由于直流濾波器中使用了容量較大的共模濾波電容器,如果在交流的場合會產(chǎn)生漏電流超標的問題。因此,直流電源濾波器不能用在交流的場合。交流濾波器用在直流場合,從安全的角度看沒有問題,但要付出成本和體積的代價;在樣機階段,如果手頭正好有交流濾波器,可以代替直流濾波器。切貝雪夫響應在一些應用當中,最為重要的因素是濾波器截斷不必要信號的速度。