被动π滤波器的设计和仿真

2022年3月17日

如果你需要一个简单的高阶无源滤波器,π过滤器是一个不错的选择。

阻抗匹配、功率调节、EMI滤波…不同滤波器的应用电路多种多样。这些滤波器电路在很多应用中是至关重要的,但他们是相当简单的设计。尽管集成滤波器电路成许多soc简化电路设计和布置任务,过滤器由离散元素并没有消失,在许多重要的发现他们家的电路设计。

如果你想要一个简单的高阶无源滤波器用于阻抗匹配、EMI滤波、功率调节,π滤波器提供了强有力的滚边电路元素不活跃。π滤波器电路的设计原则看似简单,和这些过滤器可以很容易地适用于许多应用程序使用离散的组件。这就是你需要知道的关于π滤波器的设计和仿真。

什么是π过滤器?

π滤波器是一种LC滤波器,LC滤波器在哪里安排类似希腊字母“π。“π过滤器可以配置为一个高通滤波器和低通滤波器。这些过滤器包括三个L和C元素,这些过滤器是第三自然秩序和提供强大的滚边在截止(~ 20 dB /十年)。标准的实现作为一个低通滤波器,使该电路作为一个高阶滤波器的输入直流电源。

下面的电路显示标准配置低通和高通滤波器。L和C元素的值确定这些电路的截止频率。与并联电容器放置元素时,通过输入信号中的高频组件。同样的,当与并联电感器放置元素,输入信号中的低频组件传递到地面。明智的选择的电容和电感π滤波器电路提供了一种轻松操纵信号行为通过提供低阻抗和高阻抗的路径地面或下游负载。

π滤波器电路

两个常见的π滤波器电路低通和高通滤波器电路。

的方式低通版本的π滤波器去除高频噪声允许将它用作一个强大的过滤器不受管制的电力供应。低通版本也可以用作输入滤波器电压调节电路。在这两种实现,π滤波器的低通版本旨在抑制纹波全波整流电路的输出。

关键的数量在这个应用程序的设计是脉动的因素,这是定义为RMS电压波动在除以π过滤器的输出所需的直流输出。纹波系数的值取决于下游负荷r的值不受管制的电力供应,这是连接的负载输出。稳压电源,这是调节电路的输入阻抗与下游负载。这可以用下面的方程计算:

π滤波电路脉动的因素

π的波纹因素在电源电路。

一个常见的做法是使用一个扼流电感,将有一些等效串联电阻(ESR)。这个ESR值可以调整一系列扼流电阻,这将增加阻尼,这些电路和调整瞬变响了。由于这些过滤器的响,他们应该只被用于开关电源当有一系列扼流电阻。

π过滤器通常用于盘中与收发器和天线阻抗匹配。如果你想使用一个π过滤器阻抗匹配,那么你需要使用高通版本通常会在高频率工作。有两种方法来设计这些过滤器。首先,需要确定截止频率使用上面所示的公式。接下来,阻抗匹配电路的需要验证所需的频率范围。

当你使用正确的仿真工具,您可以确定的阻抗谱π过滤器连接时所需的源/加载组件。一个重要的点是与天线的带宽滤波电路的带宽,然后取决于天线的阻抗谱。这可能是一个复杂的模拟,但是如果你知道你的天线的阻抗谱,那么你可以很容易地模拟天线电路仿真设计时一个π过滤器。

如果这些感觉难以实现,其他更容易知道仿真工具,可用来满足您的阻抗,π,和电力供应的担忧。

就像其他电路与活性元素,这些过滤器将有一些瞬态响应当输入电压变化。根据无功负载的阻抗电路和其他元素,这些过滤器可以有强烈的共振。开关电源的应用程序,可以从欠阻尼的转向瞬态响应过阻尼只需放置正确的扼流电阻。π的重要点来模拟滤波器设计如下表所示。

模拟	要检查什么
瞬态分析	重要的时域仿真将显示响应时间和瞬态响应是否欠阻尼的,临界阻尼,或者过阻尼。
频率扫描	我们的目标是构建一个波德图并验证截止频率在所需的位置。同时,你要检查是否有高品质因数共振系统中出现。