電子產(chǎn)品電磁兼容和安規(guī)設(shè)計(jì)第4章ppt課件(編輯修改稿)
2025-01-23 09:06 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 為了求其傳遞函數(shù)，可根據(jù)電工學(xué)中星形三角形變換公式，如下圖所示， 圖 (a)變換成圖 (b)時(shí)，有： cbaaccacbacbbccbabaab YYYYYYYYYYYYYYYYYY?????????* * * ；； 根據(jù)上面公式，圖 (c)變換成圖 (d)時(shí)，有： 于是求得 T形濾波器的傳遞函數(shù)為： SCRSCSCRSCRRZSCRRSCRY ???????2*111 11*133 ； )2(2 111*1211 ??????? SRCRSCRRZSCRRRRY ；112)2(2)()()(*)()()(313313io????????????SRCSCRSRCRSCRZZZSIZZSIZSUSUSA 由此可以看出， T形 RC濾波器與 L形 RC濾波器有相同的濾波特性。實(shí)際上往往將 T形濾波器用于負(fù)載阻抗小的情況，這比應(yīng)用 L形和 п形濾波器時(shí)的負(fù)載電流要小得多，減輕了信號(hào)源的負(fù)擔(dān)。 上述 3種形式的 RC濾波器制造簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，體積小，對(duì)外界的磁場(chǎng)變化敏感低，廣泛用于信號(hào)傳輸線路中的噪聲抑制。 ?LC低通濾波器 對(duì)于下圖 (a) 所示電路結(jié)構(gòu)，若設(shè)電感 L的直流電阻為 R， 則傳遞函數(shù)為： 其頻率特性為： 幅頻特性為： 11)()1()(*1)()()(2io???????SRCLCSSISCRSLSISCSUSUSALCRCjjA 211)(??? ??? 222 )1()(1)LCRC ??????222 )1()(lg20)(lg20 LCRCA ??? ???? 為了便于和 RC低通濾波器相比較，設(shè) 那么 當(dāng) 時(shí)，則有 當(dāng) 時(shí)，則有 RC1??? LC101)(lg20)(lg20 2 ???? RCA ??? LC1222 )()(lg20)(lg20 LCRCA ??? ???22 )(lg20 LC???LC2lg20 ??? 如果令 則 由此可見， LC低通濾波器比 RC低通濾波器有更好的濾波性能。但是制造電感線圈比較麻煩，不利于大規(guī)模生產(chǎn)，也不便于集成化和小型化，使其應(yīng)用范圍受到局限。 ?п形 LC低通濾波器 其結(jié)構(gòu)如下圖 (b)所示，其傳遞函數(shù)為： LC10 ??202 ???????????? LC0lg40)(lg20??? ??A 11)()1()(*1)()()(2io???????SRCLCSSISCRSLSISCSUSUSA 由此可見， п形與 L形有相同的衰減系數(shù)。實(shí)際上，由于信號(hào)源不可避免含有內(nèi)阻，當(dāng) п形濾波器和信號(hào)源連接后，相當(dāng)于 L形 RC濾波器和 LC濾波器串聯(lián)，有效地改善了濾波特性。 ?T形 LC低通濾波器 根據(jù)電工學(xué)中星形三角形變換原理，將 T形電路濾波器變換成 п形電路，如下圖所示 。 設(shè)圖中 Z Z3對(duì)應(yīng)的電導(dǎo)抗為 Y1和 Y3，則 T形 LC低通濾波器的傳遞函數(shù)按下述步驟求出： 因?yàn)椋? 所以 1331313313/11/11)()()(*)(YYZZZZZSIZZSIZSA????????)(1*1*113 RSLSCSLRSLRSCSLRYY??????111)(1)(2 ?????? SRCLCSRSLSCSA 由此可見， T形濾波器與 L形濾波器有相同的濾波特性。實(shí)際上往往將 T形濾波器用于負(fù)載阻抗小的情形，這比應(yīng)用 L形、 п形濾波器時(shí)負(fù)載電流小，有效減輕了信號(hào)源的負(fù)擔(dān)。 低通濾波器的結(jié)構(gòu)選擇 由上節(jié)分析可知， L形、 п形和 T形濾波器具有相同的衰減系數(shù)，這是在沒有考慮輸入、輸出效應(yīng)情況下討論的。實(shí)際上系統(tǒng)的輸入、輸出效應(yīng)總是客觀存在的，即信號(hào)源總是有內(nèi)阻抗，負(fù)載總是有輸入阻抗，要根據(jù)信號(hào)源的內(nèi)阻和負(fù)載阻抗來選擇低頻濾波器的電路結(jié)構(gòu)形式，如下圖所示。 低通濾波器的平衡結(jié)構(gòu)與串聯(lián)形式 低通濾波器一般采用對(duì)稱結(jié)構(gòu)，以保證線路平 衡，這有利于抑制共模干擾信號(hào)，如下圖所示。 低通濾波器為了改善選頻特性，可以實(shí)行級(jí)間串聯(lián)。但前面在討論濾波器的傳遞函數(shù)和頻率特性時(shí)，都沒有考慮濾波器的負(fù)載的影響，即在沒有負(fù)載電流情況下討論的。但級(jí)聯(lián)以后，由于后級(jí)成為前級(jí)的負(fù)載，導(dǎo)致總的頻率特性與單級(jí)不同。下圖為兩級(jí) RC低通濾波器的串聯(lián)，后級(jí)成為前級(jí)的負(fù)載。 傳遞函數(shù)為 若設(shè) 則有： 求解傳遞函數(shù)的特征方程，即 則 1)(1)(21221122121 ????? SCRCRCRSCCRRSATCRCRCRCCRR ????? 2122112121 , 131)(22 ??? TSSTSA 01322 ??? TSSTTTTTTS25324932222,1??????? 這說明在某一頻率下可能發(fā)生振蕩。由此可以看出，原來兩個(gè)獨(dú)立的一階 RC濾波器，串聯(lián)后成了二階網(wǎng)絡(luò)。頻率特性變化的根本原因是后級(jí)成了前級(jí)的負(fù)載。 若使后級(jí)的 RC阻抗增大，對(duì)前級(jí)造成的負(fù)載效應(yīng)忽略不計(jì)，則形成了兩個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)，分析起來十分方便，如下圖 ( a )所示，后級(jí)的阻抗為 后級(jí)的阻抗是前級(jí)阻抗的 m倍。 如下圖 (b)所示，由于忽略了負(fù)載效應(yīng)， 同理可得 22222222 1CRmCmRmZm ?? ????11)()1()(*1)()(112????SRCSISCRSISCSUSUi 1111)()(23????SRCMCSMRSUSU 令 則 1111)()(223 ????SRCMCRSMSUSU oRCT ?1lg60)()(lg20 22 ??? TjUjUio ??? 由此可得
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