当我们在研发产品过程中,遇到RE测试不通过或者电源纹波导致电路性能下降的情况时,资深工程师往往会淡然地提出建议:“加上滤波器即可。”但对于初涉电路设计的同仁来说,滤波器的种类繁多,如何着手设计滤波电路呢?
滤波器在模拟电路设计中有着不可替代的重要作用。从电路供电的起始阶段,就需要对电源进行滤波操作,以此抑制电源内部的噪声,防止电源波动对硬件电路产生不利影响。
电源滤波效果的好坏直接关系到整个系统电路的稳定性。过大的电源噪声在深度反馈的系统中经过逐级放大后,可能导致电路无法实现理论上的功能。高频自激会使模拟通道的总谐波失真加剧,信噪比下降,甚至对数字电路产生致命错误。
在电源中,常用的滤波器包括低通滤波器和带通滤波器。基本低通滤波器的电路形式如示意图所示。
不同形式的滤波器有其特定的阻抗要求。例如,L型滤波有高负载阻抗和低源阻抗的特点;而倒L型滤波器则相反,具有低负载阻抗和阻抗的特性。选择合适的滤波器形式需要根据实际电路的阻抗情况进行调整。
在滤波器设计的过程中,初学者往往需要通过反复尝试来找到合适的方案。这一过程既耗时又可能无法得到理想的结果。
假如有一个辅助工具能够帮助我们,那将大大提高设计效率。这个工具不仅可以快速选择滤波器类型、查看仿真结果,还能直接提供匹配的电容和电感,并让我们直观地了解器件变化对滤波器性能的影响。
这样的工具确实存在,它就是村田的静噪滤波器设计辅助工具。这个工具无需安装,只需访问村田即可下载使用。
使用该工具的步骤非常简便:
第一步,设置电路的电流、电压以及工作温度,并预留一定的裕量。
第二步,根据需要抑制的噪声频段,工具可以快速生成有效的滤波器电路及其仿真结果。它还提供了电路中所有元器件的型号和主要参数,用户可以在村田产品中直接找到对应型号。
第三步,用户可以根据需求选择C、CMCC、BEAD等器件结构,通过组合不同的器件和结构来设计滤波器电路。还可以通过简单的多电容并联结构、共模电感等来有效抑制噪声。
拥有这个设计辅助工具,三步即可完成优质滤波电路的设计。