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【噪聲對(duì)策的基礎(chǔ) 第3講】噪聲濾波器的原理

發(fā)布時(shí)間:2014-07-17 責(zé)任編輯:willwoyo

【導(dǎo)讀】此專欄將為大家介紹有關(guān)靜噪對(duì)策的基礎(chǔ)知識(shí)。在上次的第二講中,我們向大家說(shuō)明了數(shù)字信號(hào)中的高頻成分是影響數(shù)字設(shè)備性能的主要原因,容易形成噪聲。 因此,如果使用低通濾波器,就可以讓低頻信號(hào)通過(guò),阻止高頻信號(hào),從而去除噪聲。

噪聲濾波器即低通濾波器
     
低通濾波器的組成元件有電感(線圈)和電容。電感特性如第一種所示,相對(duì)于低頻部分(類似電阻:阻抗越高信號(hào)越難通過(guò))阻抗也較低,頻率越高阻抗也越高。
式1  |Z|=2π?f?L  (Z:阻抗 f:頻率  L:電感値)


因此,如果將電感串聯(lián)插入噪聲通道,頻率較低的信號(hào)成分將容易通過(guò),頻率較高的噪聲成分將不易通過(guò)。
另一方面,電容的特性與電感恰恰相反,頻率越低阻抗越高,頻率越高阻抗越低。
式2  |Z|=1/(2π?f?C)   (Z:阻抗 f:頻率 C:靜電容量)


低通濾波器如果要利用該特性,就需要將電容插入噪聲通道與地線之間。如此一來(lái),低頻信號(hào)能夠照常通過(guò),高頻噪聲成分因接地側(cè)的阻抗較低,將流向接地側(cè),從而達(dá)到降噪效果。

上述兩種元件是最簡(jiǎn)單的低通濾波器,可以通過(guò)相互的組合,構(gòu)成高性能的低通濾波器。[page]

濾波器的元件數(shù)與頻率特性


圖 3顯示了組成濾波器的元件數(shù)與濾波器頻率特性之間的關(guān)系。想知道什么是插入損耗,可以看一下圖中各濾波器的信號(hào)衰減量,圖越往下衰減量越多。從圖上我們可 以看到,濾波器中的元件越多,頻率特性的斜率就越大。元件較少的濾波器的頻率特性范圍較窄(斜率較小),衰減頻率及通過(guò)頻率的選擇度較低,有可能導(dǎo)致部分 信號(hào)衰減或者噪聲沒(méi)有徹底去除。另一方面,元件較多的濾波器的頻率特性范圍較寬(斜率較大),頻率的選擇度較高,信號(hào)可以在幾乎不衰減的狀態(tài)下去除噪聲。

EMI濾波器較多是參考了低通濾波器的原理制作而成,為了提高除噪效果,經(jīng)過(guò)了反復(fù)多次設(shè)計(jì)驗(yàn)證。

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