穿心電容的應用:饋通濾波器,如何實現高頻濾波
發布時間:2018-09-25 責任編輯:lina
【導讀】穿(chuan)心(xin)電(dian)容(rong)是(shi)電(dian)容(rong)的(de)一(yi)種(zhong),它(ta)是(shi)三(san)端(duan)電(dian)容(rong),作(zuo)用(yong)是(shi)消(xiao)除(chu)高(gao)頻(pin)。不(bu)像(xiang)普(pu)通(tong)的(de)三(san)端(duan)電(dian)容(rong),穿(chuan)心(xin)電(dian)容(rong)它(ta)是(shi)直(zhi)接(jie)安(an)裝(zhuang)在(zai)金(jin)屬(shu)麵(mian)板(ban)上(shang),這(zhe)樣(yang)一(yi)來(lai)接(jie)地(di)電(dian)感(gan)更(geng)小(xiao),對(dui)於(yu)引(yin)線(xian)電(dian)感(gan)的(de)影(ying)響(xiang)幾(ji)乎(hu)可(ke)以(yi)忽(hu)略(lve)不(bu)計(ji),因(yin)此(ci),穿(chuan)心(xin)電(dian)容(rong)有(you)很(hen)好(hao)的(de)濾(lv)波(bo)作(zuo)用(yong),對(dui)於(yu)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)抑(yi)製(zhi)效(xiao)果(guo)也(ye)就(jiu)越(yue)好(hao),特(te)別(bie)是(shi)對(dui)於(yu)工(gong)作(zuo)頻(pin)率(lv)高(gao)的(de)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)。
一、穿心電容
穿(chuan)心(xin)電(dian)容(rong)是(shi)電(dian)容(rong)的(de)一(yi)種(zhong),它(ta)是(shi)三(san)端(duan)電(dian)容(rong),作(zuo)用(yong)是(shi)消(xiao)除(chu)高(gao)頻(pin)。不(bu)像(xiang)普(pu)通(tong)的(de)三(san)端(duan)電(dian)容(rong),穿(chuan)心(xin)電(dian)容(rong)它(ta)是(shi)直(zhi)接(jie)安(an)裝(zhuang)在(zai)金(jin)屬(shu)麵(mian)板(ban)上(shang),這(zhe)樣(yang)一(yi)來(lai)接(jie)地(di)電(dian)感(gan)更(geng)小(xiao),對(dui)於(yu)引(yin)線(xian)電(dian)感(gan)的(de)影(ying)響(xiang)幾(ji)乎(hu)可(ke)以(yi)忽(hu)略(lve)不(bu)計(ji),因(yin)此(ci),穿(chuan)心(xin)電(dian)容(rong)有(you)很(hen)好(hao)的(de)濾(lv)波(bo)作(zuo)用(yong),對(dui)於(yu)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)抑(yi)製(zhi)效(xiao)果(guo)也(ye)就(jiu)越(yue)好(hao),特(te)別(bie)是(shi)對(dui)於(yu)工(gong)作(zuo)頻(pin)率(lv)高(gao)的(de)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)。

二、什麼是濾波?
我們都知道:電壓或電流的頻率越高,越容易產生輻射,除了改電路板、增加必要的磁環,其實還有濾波器,很(hen)多(duo)時(shi)候(hou),減(jian)少(shao)輻(fu)射(she)帶(dai)來(lai)幹(gan)擾(rao)有(you)時(shi)候(hou)會(hui)加(jia)相(xiang)應(ying)的(de)濾(lv)波(bo)器(qi),這(zhe)樣(yang)對(dui)於(yu)高(gao)頻(pin)幹(gan)擾(rao)信(xin)號(hao)就(jiu)能(neng)起(qi)到(dao)很(hen)大(da)的(de)衰(shuai)減(jian)作(zuo)用(yong)。對(dui)於(yu)普(pu)通(tong)幹(gan)擾(rao)濾(lv)波(bo)器(qi)的(de)有(you)效(xiao)濾(lv)波(bo)頻(pin)率(lv)範(fan)圍(wei)為(wei)數(shu)kHz到數十MHz,而射頻幹擾濾波器的有效濾波頻率範圍從數kHz到GHz以上。
由於普通的電容不是理想電容,不能有效地濾除高頻噪聲,這是由於:①電容引線電感造成電容諧振,對高頻信號呈現較大的阻抗,削弱了對高頻信號的旁路作用;②導線之間的寄生電容使高頻信號發生耦合,降低了濾波效果。

三、穿心電容如何濾波?
而(er)用(yong)穿(chuan)心(xin)電(dian)容(rong)作(zuo)為(wei)旁(pang)路(lu)電(dian)容(rong)可(ke)以(yi)使(shi)高(gao)頻(pin)濾(lv)波(bo)效(xiao)果(guo)很(hen)好(hao),穿(chuan)心(xin)電(dian)容(rong)具(ju)有(you)非(fei)常(chang)小(xiao)的(de)寄(ji)生(sheng)電(dian)感(gan),旁(pang)路(lu)阻(zu)抗(kang)非(fei)常(chang)小(xiao),並(bing)且(qie)由(you)於(yu)采(cai)用(yong)隔(ge)離(li)安(an)裝(zhuang)方(fang)式(shi),消(xiao)除(chu)了(le)輸(shu)入(ru)輸(shu)出(chu)端(duan)之(zhi)間(jian)的(de)高(gao)頻(pin)耦(ou)合(he)。穿(chuan)心(xin)電(dian)容(rong)可(ke)以(yi)構(gou)成(cheng)各(ge)種(zhong)適(shi)用(yong)於(yu)高(gao)頻(pin)場(chang)合(he)的(de)射(she)頻(pin)濾(lv)波(bo)器(qi),我(wo)們(men)也(ye)稱(cheng)為(wei)"饋通濾波器"。管式穿心電容由於具有同軸性,即使在10GHz頻率下,也不會產生明顯的自諧振現象。
穿(chuan)心(xin)電(dian)容(rong)的(de)介(jie)質(zhi)為(wei)陶(tao)瓷(ci)介(jie)質(zhi),而(er)陶(tao)瓷(ci)電(dian)容(rong)的(de)容(rong)量(liang)會(hui)隨(sui)環(huan)境(jing)溫(wen)度(du)變(bian)化(hua)而(er)變(bian)化(hua),這(zhe)種(zhong)容(rong)量(liang)變(bian)化(hua)會(hui)影(ying)響(xiang)濾(lv)波(bo)器(qi)的(de)濾(lv)波(bo)截(jie)止(zhi)率(lv)。因(yin)此(ci),選(xuan)擇(ze)適(shi)當(dang)的(de)陶(tao)瓷(ci)介(jie)質(zhi)對(dui)於(yu)穿(chuan)心(xin)電(dian)容(rong)顯(xian)得(de)尤(you)為(wei)重(zhong)要(yao)。由(you)於(yu)穿(chuan)心(xin)電(dian)容(rong)外(wai)殼(ke)為(wei)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)另(ling)一(yi)個(ge)電(dian)極(ji),並且與"地"接在一起,這樣高頻電磁幹擾信號從中心導體通過時就被短路到"地",將電磁幹擾消除,這就是穿心電容能夠濾除噪聲的原理。
插入損耗
插入損耗是衡量濾波器的主要性能指標,決定著濾波器性能的優劣,如下圖穿心電容更接近於理想電容。

四、饋通濾波器幾種形式
饋通濾波器,有時候也稱為RF濾波器。這種濾波器外形結構穿心電容器相似, 但是會加入鐵氧體磁芯,這種濾波器為了滿足不同場合的要求, 這種濾波器一般有五種形式:C型濾波器、LC 型濾波器、π型濾波器、T型濾波器、雙T型濾波器。
1、C 型濾波器
C型xing濾lv波bo器qi是shi由you三san端duan電dian容rong或huo穿chuan心xin電dian容rong構gou成cheng,適shi合he於yu抑yi製zhi高gao頻pin信xin號hao。是shi一yi種zhong避bi免mian高gao頻pin對dui地di的de噪zao音yin幹gan擾rao的de低di自zi感gan應ying裝zhuang置zhi,成cheng本ben低di廉lian,適shi合he應ying用yong於yu高gao阻zu抗kang源yuan和he高gao負fu載zai的de場chang合he。

2、LC 型濾波器
LC 型濾波器是由電感元件和電容元件的饋通濾波器,這種濾波器典型用於帶有低阻抗源和高阻抗負載的電路中,反之亦然。注意:其電感元件應當麵向低阻抗源。

3、π型濾波器
π型濾波器是由兩個電容元件和在兩個電容元件之間的一個電感元件組成,對阻抗源和負載均表現為低阻抗。π型濾波器比C型、LC型結構提供更好的高頻濾波性能。

4、T型濾波器
T型濾波器由兩個電感元件和一個電容元件組成。其電路結構表現為從任何一端的輸入均為高阻抗。它和π型濾波結構相似,但沒有π型濾波器應用廣泛,可應用於開關轉換領域 。

5、雙T濾波器
雙T濾波器是由兩個T型濾波器組成,這是為電路要求較為嚴格的高性能濾波器。

值得注意的是:簡單的穿心結構是由內外電極和陶瓷構成的一個(C型)或兩個電容(π型)。這種電容的容量可從10pF,工作電壓可達 2000VDC。如下圖是C型的饋通濾波器,這是插件的,但是對於安裝空間狹小時電子產品來說,焊接式的饋通濾波器的利用就顯得尤為重要。

五、應用場合
穿心電容以及組成的個各種濾波器主要用於濾波信號、數據線和AC電源線、電信設備、微波濾波器、工控機、複合電路濾波器組件等。例如在電腦CPU高速數據總線上加穿心電容能夠有效抑製噪聲,在發射機上加穿心電容對抑製幹擾有很大作用。
六、安裝注意事項
由於穿心電容、饋通濾波器的特殊結構,為了保證濾波器的正常工作,濾波器的外殼必須足夠連接到麵板的地,從而為幹擾提供有效通路。因此:
1)穿心式濾波器的核心是盤狀多層或管狀陶瓷電容器。與其他陶瓷物品一樣,會受到溫度突變、機械震動和過高電壓而損壞。在安裝穿心式濾波器到板麵上,焊接濾波器的導針以及整形時必須小心將各類應力減小到最小;
2)duiyuanzhuangluowenxingchuanyueshilvboqi,anzhuangdaogebanhuomianbanshiyingshiyongxiangduiwaiketuijiandeanzhuangxuanzhuanli。fouze,youyuwaikedebianxingkeyiyinqilimiandianrongqisunhuai。
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