噪声对策指南

静噪效果的基础 第7讲 LC复合型EMI滤波器

由于加入了明星产品PickUp,此单元暂时停止了一段时间,本次,将从LC复合型EMI滤波器开始连载。

<C与L组合后,插入损耗会出现急剧的下降趋势>

之前,介绍了电容器与电感器组合后比单体的插入损耗下降趋势更急剧。
图1显示了其图形特征。

图1 滤波器的元件数与频率特征

如图所示,滤波器元件数量越多,则滤波器插入损耗下降趋势更急剧。

<滤波器的插入损耗特性的倾斜度越大,则信号与噪音的选择性也相应提高。>

随着滤波器的插入损耗特性倾斜度变大后,当信号接近于噪音的频率后,就难以对信号再造成不良影响。图2显示了信号频率较高,而接近于噪音频率时的例子。当两者的频率接近后,若使用插入损耗较平缓的滤波器,并选择可充分降低噪音的常量后,频率临近的信号高次谐波成分也得到充分减弱。其结果,即如图3显示,信号波形则变平缓。如选择不会对信号频率造成影响的常量,则会导致无法充分减少噪音。另一方面,若使用插入损耗特性变化倾斜度大的滤波器,便能选择分离信号与噪音,更可有效控制其对信号造成的影响。为此,LC复合滤波器静噪效果可用于想尽可能抑制高速信号线路中对信号波形产生的影响。

图2 不同滤波器特性对信号所造成的不同影响
图3 波形趋势的事例

<滤波器电路类型选择方法>

电容器与电感器组合式LC复合滤波器,根据其组合方式可分各种类型。如之前所介绍的,滤波器元件数越多,则信号与干扰分离效果更好,但同样元件数也存在T型及π型的不同组合方式。而在区分这2种不同的使用方式时,插入滤波器电路的输出入阻抗就尤为关键。在构成LC复合滤波器的元件中,降低电容器与地之间的阻抗,可使干扰向地一侧移动,因此,与阻抗较高部分相邻的效果更好。相反,电感器则是通过提高阻抗来阻止噪音的通过,因此,相邻于较低阻抗部分的效果更好。综上所述,在选择LC复合滤波器时,判断滤波器前后的阻抗是高还是低是关键。以上描述可参考图4。

图4 LC复合滤波器的电路选择方法

<LC复合滤波器的产品实例>

LC复合滤波器如上所述,其特征是可使插入损耗特性下降更急剧,因此更多是在于信号频率较高并临近于干扰频率的情况下使用。以前经常用于电脑的模拟RGB端口等地方。最近,用于手机内部的液晶模块及照相机模块的端口线上,消除手机载波及电视信号波层干扰的情况也逐渐增多。手机由于其小型化非常重要,因此所使用的LC复合滤波器会用到多层技术。并且,由于部分平行排列了许多信号线,因此,经常是4条电路合一的数组排列类型。

图5 多层LC复合滤波器的结构实例

其次,手机上使用时,配备了多个自我谐振频率的滤波器,重点放置在800MHz带及2GHz的复数频率带区域。

图6 具备多个自我谐振频率的特性实例

担当:村田制作所 元器件事业本部 销售推进企划部 三屋 康宏

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