在電子設(shè)備電磁兼容(EMC)設(shè)計(jì)中,電源線EMI濾波器是抑制傳導(dǎo)干擾的核心器件,其插入增益特性直接決定干擾抑制效果。插入增益作為衡量濾波器性能的關(guān)鍵指標(biāo),反映了濾波器對(duì)特定頻率噪聲的衰減能力,將其嚴(yán)格控制在150Hz以下頻率范圍,是保障設(shè)備合規(guī)性與運(yùn)行穩(wěn)定性的重要前提。本文從技術(shù)原理、控制必要性、實(shí)現(xiàn)路徑及工程驗(yàn)證等方面,系統(tǒng)闡述這一控制策略的核心要點(diǎn)。
在電子信號(hào)處理領(lǐng)域,濾波器扮演著至關(guān)重要的角色,它們能夠?qū)π盘?hào)進(jìn)行選擇性處理,允許特定頻率范圍的信號(hào)通過(guò),同時(shí)抑制其他頻率成分。
在電子設(shè)備高速發(fā)展的今天,電磁兼容性(EMC)已成為衡量產(chǎn)品性能的核心指標(biāo)。PCB布線規(guī)則與濾波器選型作為EMC設(shè)計(jì)的兩大支柱,直接影響設(shè)備能否通過(guò)輻射發(fā)射、傳導(dǎo)騷擾等國(guó)際認(rèn)證測(cè)試。本文結(jié)合實(shí)際案例,解析關(guān)鍵設(shè)計(jì)原則與驗(yàn)證方法。
模擬信號(hào)濾波器作為信號(hào)調(diào)理的核心組件,承擔(dān)著抑制噪聲、提取有效信號(hào)的關(guān)鍵任務(wù)。從音頻處理到射頻通信,從醫(yī)療儀器到工業(yè)控制,不同應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)濾波器的性能需求各異。本文系統(tǒng)闡述基于模擬電子技術(shù)的低通、高通、帶通及帶阻濾波器設(shè)計(jì)方法,結(jié)合實(shí)際電路案例與性能優(yōu)化策略,為工程師提供從理論到實(shí)踐的完整解決方案。
在電子系統(tǒng)中,電源噪聲引發(fā)的數(shù)據(jù)丟包是常見(jiàn)且棘手的故障,其成因復(fù)雜,而電容等效串聯(lián)電阻(ESR)升高是核心誘因之一。電容作為電源系統(tǒng)的“噪聲濾波器”和“能量緩沖器”,ESR一旦超出設(shè)計(jì)閾值,會(huì)大幅削弱其濾波能力,導(dǎo)致電源總線出現(xiàn)電壓波動(dòng),進(jìn)而干擾高速信號(hào)傳輸,引發(fā)數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤、幀丟失等問(wèn)題。本文將從原理分析入手,詳細(xì)拆解確認(rèn)電容ESR升高是否為故障根源的完整流程,為工程排查提供實(shí)操指南。
隨著汽車產(chǎn)業(yè)向電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化加速轉(zhuǎn)型,汽車系統(tǒng)的復(fù)雜度呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng),從傳統(tǒng)的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)到先進(jìn)的自動(dòng)駕駛、車載信息娛樂(lè)系統(tǒng),每一個(gè)環(huán)節(jié)的穩(wěn)定運(yùn)行都直接關(guān)乎駕乘安全與出行體驗(yàn)。在構(gòu)成汽車電子系統(tǒng)的眾多元器件中,無(wú)源器件雖無(wú)主動(dòng)放大或控制功能,卻占據(jù)了總量的70%以上,是保障系統(tǒng)可靠性的“基石”。電阻、電容、電感、濾波器等無(wú)源器件的性能優(yōu)劣與應(yīng)用合理性,直接決定了汽車電子系統(tǒng)的穩(wěn)定性、耐久性與安全性。因此,通過(guò)精心選擇并科學(xué)使用無(wú)源器件,成為確保汽車系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵路徑。
CIC濾波器由積分器(Integrator)和梳狀濾波器(Comb Filter)級(jí)聯(lián)構(gòu)成,其核心優(yōu)勢(shì)在于無(wú)需乘法器,僅通過(guò)加法器和寄存器實(shí)現(xiàn)高效濾波。這種結(jié)構(gòu)使其成為多速率信號(hào)處理的理想選擇,特別是在數(shù)字下變頻(DDC)和數(shù)字上變頻(DUC)系統(tǒng)中。
在信號(hào)采集與處理系統(tǒng)中,混疊失真是制約信號(hào)精度的關(guān)鍵問(wèn)題。當(dāng)輸入信號(hào)的頻率超過(guò)采樣頻率的二分之一(奈奎斯特頻率)時(shí),高頻信號(hào)會(huì)折疊到低頻段,導(dǎo)致原始信號(hào)失真,因此抗混疊濾波成為信號(hào)預(yù)處理的核心環(huán)節(jié)。開(kāi)關(guān)電容濾波器(SCF)憑借其高精度、高集成度、可編程性等優(yōu)勢(shì),逐漸取代傳統(tǒng) RC 濾波器,成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)中抗混疊濾波的優(yōu)選方案。本文將從原理、設(shè)計(jì)、優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用等方面,深入探討開(kāi)關(guān)電容濾波器實(shí)現(xiàn)抗混疊濾波的技術(shù)路徑。
濾波器,作為對(duì)波進(jìn)行過(guò)濾的器件,其核心功能是讓特定頻帶內(nèi)的信號(hào)順暢通過(guò),同時(shí)阻斷頻帶外的信號(hào)。
在電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,濾波器作為信號(hào)處理的核心模塊,廣泛應(yīng)用于通信、測(cè)控、音頻處理等領(lǐng)域。對(duì)于需要抑制多頻段干擾且要求高增益的場(chǎng)景,四階以上有源濾波器成為關(guān)鍵需求。傳統(tǒng)方案多采用多運(yùn)放級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu),雖設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單但存在功耗高、體積大、相位失真明顯等問(wèn)題。單運(yùn)放實(shí)現(xiàn)四階以上高增益有源濾波器,憑借其低成本、小型化、低功耗的優(yōu)勢(shì),逐漸成為緊湊式電子系統(tǒng)的優(yōu)選方案。本文將從技術(shù)原理、電路拓?fù)?、參?shù)設(shè)計(jì)、性能優(yōu)化及應(yīng)用場(chǎng)景等方面,系統(tǒng)闡述這一方案的實(shí)現(xiàn)路徑。
2025 年 2 月推出的 R&S ZNB3000 以業(yè)界領(lǐng)先的測(cè)量速度、出色的擴(kuò)展能力及一流射頻性能,為中端矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀市場(chǎng)樹(shù)立了新標(biāo)桿。隨著高頻型號(hào)的加入,R&S ZNB3000 將覆蓋更廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景。 羅德與施瓦茨(以下簡(jiǎn)稱“R&S”)在今年的歐洲微波周(EuMW)上展示頻率覆蓋高達(dá)54GHz的新型號(hào)ZNB3000,此系列矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀助力工程師快速獲得測(cè)量結(jié)果。
在電力電子設(shè)備朝著小型化、高頻化發(fā)展的當(dāng)下,電磁干擾(EMI)問(wèn)題與電源尺寸限制成為設(shè)計(jì)中的兩大核心挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)無(wú)源 EMI 濾波器雖能在一定程度上抑制干擾,但往往需要大容量電感、電容等元件,導(dǎo)致電源體積龐大,難以滿足消費(fèi)電子、工業(yè)控制等領(lǐng)域?qū)π⌒突男枨?。而集成有?EMI 濾波器(Integrated Active EMI Filter,IAEF)的出現(xiàn),不僅能顯著提升 EMI 抑制效果,還能大幅縮減元件占用空間,成為解決這一矛盾的關(guān)鍵技術(shù)。
汽車電子系統(tǒng)始終面臨嚴(yán)苛的電氣環(huán)境考驗(yàn):12V 電池系統(tǒng)在負(fù)載突降時(shí)可能出現(xiàn) + 100V 瞬態(tài)高壓,冷車啟動(dòng)與引擎罩下 150℃高溫進(jìn)一步加劇器件損耗。長(zhǎng)期以來(lái),行業(yè)依賴由 LC 濾波器與瞬態(tài)電壓抑制(TVS)二極管組成的無(wú)源保護(hù)網(wǎng)絡(luò),但這類方案存在固有缺陷。
雷達(dá)脈沖壓縮技術(shù)通過(guò)擴(kuò)展信號(hào)時(shí)寬提升距離分辨率,其核心在于匹配濾波器的設(shè)計(jì)。在FPGA平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)該技術(shù)時(shí),需解決資源占用與實(shí)時(shí)性的矛盾。本文結(jié)合頻域脈沖壓縮算法與FPGA資源優(yōu)化策略,提出一種基于動(dòng)態(tài)補(bǔ)零和流水線復(fù)用的匹配濾波器實(shí)現(xiàn)方案,在Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC驗(yàn)證中,資源占用降低42%,處理延遲縮短至傳統(tǒng)方法的1/5。
在5G通信、雷達(dá)信號(hào)處理等實(shí)時(shí)性要求嚴(yán)苛的場(chǎng)景中,F(xiàn)IR(有限脈沖響應(yīng))濾波器需在納秒級(jí)延遲內(nèi)完成信號(hào)處理。傳統(tǒng)基于乘加器的FIR實(shí)現(xiàn)方式因組合邏輯路徑過(guò)長(zhǎng),難以滿足低延遲需求。FPGA通過(guò)分布式算法(DA)與精細(xì)化寄存器配置,可顯著縮短關(guān)鍵路徑延遲,實(shí)現(xiàn)亞納秒級(jí)響應(yīng)的濾波器設(shè)計(jì)。本文從算法優(yōu)化與硬件實(shí)現(xiàn)兩個(gè)層面,探討低延遲FIR濾波器的FPGA實(shí)現(xiàn)技巧。
TC-SAW(Temperature Compensated SAW Filter,溫度補(bǔ)償型聲表面波濾波器)是一種采用鈮酸鋰壓電襯底,表面覆蓋氧化硅溫度補(bǔ)償層,的高端濾波器。其基本結(jié)構(gòu)最早能追溯到1984年,由日本東北大學(xué)山內(nèi)教授首次發(fā)明[1]。最近十幾年,TC-SAW憑借顯著的性能和價(jià)格優(yōu)勢(shì),成為大多數(shù)雙工器和高端TRx濾波器市場(chǎng)的主流技術(shù)。
往期發(fā)布了基于小華HC32F334數(shù)字電源控制器的兩路交錯(cuò)無(wú)橋圖騰柱TCM PFC參考設(shè)計(jì),TCM PFC以其全輸入范圍下軟開(kāi)關(guān)的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越受到服務(wù)器電源以及通信電源的青睞。同時(shí),兩路交錯(cuò)無(wú)橋圖騰柱CCM PFC因其EMI較低,濾波器設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,輸入電流波形更接近正弦以及較高的功率因數(shù),已經(jīng)在服務(wù)器電源中廣泛應(yīng)用。因此,本期介紹了基于小華HC32F334數(shù)字電源控制器的兩路交錯(cuò)無(wú)橋圖騰柱CCM模式參考設(shè)計(jì),參考設(shè)計(jì)的THDi與PF值指標(biāo)滿足最新更加嚴(yán)格的M-CRPS標(biāo)準(zhǔn)。
濾波器是一種選頻裝置,允許特定頻率的信號(hào)通過(guò),同時(shí)抑制其他頻率成分。這種功能在去除噪聲和頻譜分析中至關(guān)重要。濾波器,這一電子系統(tǒng)中的關(guān)鍵組件,在信號(hào)處理領(lǐng)域扮演著舉足輕重的角色。本文旨在深入剖析兩種典型濾波器的工作原理,進(jìn)而幫助讀者理解其他各類濾波器的運(yùn)作機(jī)制。
濾波器本質(zhì)上是一種選頻裝置,其核心功能是讓特定頻率的信號(hào)順暢通過(guò),同時(shí)大幅衰減其他頻率的信號(hào)。在測(cè)試裝置中,這種選頻功能被充分利用,以濾除干擾噪聲或進(jìn)行頻譜分析,實(shí)現(xiàn)“去除雜波,精選信號(hào)”的目標(biāo)。
深入探索這一個(gè)由 ML 驅(qū)動(dòng)的時(shí)域超級(jí)采樣的實(shí)用方法