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Guía de filtros de supresión de ruido
Fundamentos de las contramedidas del ruido [Lección 7] Filtros EMI LC de tipo compuesto
Este artículo reanuda la serie a partir de los filtros EMI de tipo compuesto LC.
<La combinación de C y L da como resultado una curva de pérdida de inserción pronunciada>
Anteriormente se introdujo que el uso de una combinación de un condensador y un inductor da como resultado una curva de pérdida de inserción más pronunciada que cuando se utiliza sólo un condensador o un inductor. La Figura 1 muestra una imagen de estas características.
Como se muestra en esta figura, la pendiente de las características de pérdida de inserción del filtro se hace más pronunciada a medida que aumenta el número de elementos filtrantes.
<La selectividad de señal y ruido aumenta a medida que la pendiente de las características de pérdida de inserción del filtro se hace más pronunciada>
Una pendiente más pronunciada de las características de pérdida de inserción del filtro ayuda a evitar que la señal se vea afectada negativamente cuando las frecuencias de la señal y del ruido están próximas entre sí. La figura 2 muestra un ejemplo de cuando la frecuencia de la señal es comparativamente alta y está cerca de la frecuencia del ruido. Cuando ambas frecuencias están cerca y se utiliza un filtro con una pendiente de pérdida de inserción suave, la selección de constantes que reducen suficientemente el ruido también atenúa los componentes armónicos superiores de la señal que están cerca de la frecuencia de ruido. Como resultado, la forma de onda de la señal se corrompe, como se muestra en la Fig. 3. Por el contrario, cuando se seleccionan constantes que no afectan a la frecuencia de la señal, el ruido no puede reducirse lo suficiente. Por otra parte, cuando se utiliza un filtro con características de pérdida de inserción pronunciadas, la señal y el ruido pueden separarse selectivamente, lo que permite suprimir el efecto sobre la señal. Por esta razón, los filtros compuestos LC se utilizan para aplicar contramedidas de ruido minimizando el efecto sobre la forma de onda de la señal en líneas de señal de alta velocidad.
<Selección del tipo de circuito de filtro>
Existen varios tipos de filtros compuestos LC que combinan condensadores e inductores, dependiendo de la combinación. Como se ha explicado anteriormente, al aumentar el número de elementos filtrantes se separa más eficazmente la señal y el ruido, pero incluso cuando se utiliza el mismo número de elementos, son posibles diferentes configuraciones, como los filtros de tipo T y de tipo π. El punto clave para decidir qué tipo utilizar es la impedancia de entrada/salida del circuito en el que se va a insertar el filtro. De los elementos que componen un filtro compuesto LC, la reducción de la impedancia entre los condensadores y la masa funciona para dejar escapar el ruido hacia el lado de la masa, por lo que los efectos de reducción del ruido pueden potenciarse situando los condensadores cerca de zonas con alta impedancia. Por el contrario, los inductores impiden el paso del ruido a medida que aumenta la impedancia, por lo que los efectos de reducción del ruido pueden potenciarse situando los inductores cerca de zonas con baja impedancia. De esta forma, el punto clave a la hora de seleccionar un filtro compuesto LC es si la impedancia antes y después del filtro es alta o baja. La figura 4 muestra ejemplos de estas configuraciones.
<Ejemplos de productos de filtro compuesto LC>
Como ya se ha mencionado, los filtros compuestos LC presentan la capacidad de establecer características de pérdida de inserción pronunciadas, por lo que suelen utilizarse cuando la frecuencia de la señal es comparativamente alta y cercana a la frecuencia del ruido. Anteriormente, estos filtros solían utilizarse para aplicaciones como las interfaces RGB analógicas de los ordenadores, y su uso está aumentando recientemente para eliminar el ruido de la onda portadora de los teléfonos móviles y de la banda de emisión de TV en las líneas de interfaz de los módulos LCD y los módulos de cámara utilizados en el interior de los teléfonos móviles. La miniaturización es una cuestión extremadamente importante para los teléfonos móviles, por lo que los filtros compuestos LC utilizados para estas aplicaciones utilizan tecnología multicapa. Además, en estas ubicaciones hay varias líneas de señal dispuestas en paralelo, por lo que a menudo se utilizan filtros de tipo matriz que incorporan cuatro circuitos en un solo paquete.
Además, también se proporcionan filtros con múltiples frecuencias autorresonantes para su uso en teléfonos móviles con el fin de permitir contramedidas de ruido que hagan hincapié en múltiples bandas de frecuencia, como la banda de 800 MHz y la banda de 2 GHz.
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