Привет. Разъясните, пожалуйста, в каких случаях:
1) ставят просто конденсатор для фильтрации как понимаю ВЧ помех. Постоянно в схемах встречается 0.1 мкФ (почему имненно 0.1?). Почему например иногда просто кондер ставят, а иногда RC-фильтр?
2) ставят дроссель, причем тоже на входе питания?
3) ставят RC фильтр, почему бы не поставить LC?
4) ставят LC фильтр, почему бы не поставить RC?
Поясните их особенности и различия.

Сообщение отредактировал alt3857 - Apr 5 2011, 11:01

1 - Конденсатор сравнительно небольшой емкости ставят по питанию. Т.к. конденсатор хорошо пропускает токи высокой частоты, то ВЧ помехи через конденсатор будут закорачиваться на землю
2 - Дроссель (индуктивность) обладает интертностью для резких скачков напряжения (в том числе и прямоугольных импульсов) если в схеме есть аналоговая и цифровая составляющие - очистить питания от наводок цифры можно дросселем
3 - RC-фильтр используют на низких частотатх, по скольку если использовать LC, то габариты индуктивности будут оч. больших размеров, что нецелесообразно
4 - LC-фильтр обладает большей, по сравнению с RC добротностью Q (увеличивает выделяемый сигнал в Q раз)

спрашивайте, что непонятно еще.


В общем случае: ставим дроссель, чтобы отфильтровать питание (чтобы не было наводок с цифровых участков схемы), либо для того чтобы сгладить скачки питающего напряжения.
конденсатор ставим по питанию, чтобы избавиться ВЧ наводок.
RC-фильтр применяем на нижних частотах (~100 кГц)
LC-фильтр применяем на высоких частотах (>100 кГц)

Этот конденсатор называется "развязывающий" (decoupling). Он ставится как можно ближе к ножкам питания микросхем. Он не фильтрует помехи, его назначение другое: он обеспечивает микросхему качественным питанием. Без него микрохема сама начнет пускать помехи в землю и в питание.

0.1 мкф ставится по традиции. В советское время традиция рекомендовала ставить 0.047мкФ или 0.068мкФ, а у буржуев керамика была более качественная, у них ходовой номинал был 0.1мкФ. Никакой существенной разницы между этими номиналами нет.

Современные мелкосхемы стали более быстродействующими, так что 0.1мкФ постепенно уходит в прошлое: у него частота собственного резонанса слишком низкая. Сейчас более кузяво ставить кондерчики 0.01мкФ, а для высокочастотных схем рекомендуется ставить 1нФ и даже 100пФ, или целую новогоднюю елку из кондеров разной емкости - маленькой емкости ближе к ножкам, большой емкости можно подальше.


Для фильтрации помех и пульсаций источника питания


RC-фильтр дешевле, дроссели сравнительно дороги и занимают много места


RC-фильтры годятся для малых сигналов. В сильноточные цепи (в цепи питания и т.п.) его не поставишь, потери будут слишком велики.

Тип/параметры фильтра зависит от вида/типа помех, которые требуется отфильтровать. Опишите параметры/характер помехи, тогда вам и тип фильтра посоветуют.

и для малых частот.

Спасибо большое за ответы. Хочу хорошо разобраться с этим вопросом.
Можно подробнее, :
1) как производится расчет параметров фильтров? =AK= вы отметили, что ставится "по традиции" 0.1, а сейчас в связи с быстродействием 0.01. Т.е. зависит от макс. частот присутствующих в схеме, как это прикинуть, по каким формулкам? И как решить нужно "елку" из кондеров городить или нет?

"...маленькой емкости ближе к ножкам, большой емкости можно ..." - почему нужно именно так делать?

2) как рассчитать требуемую индуктивность дросселя?

3) как рассчиитать LC, RC цепочку?

rezident, конкретный пример: есть маломощный DC-DC преобразователь (до 1 Вт) 3.3.В -> 3.3 В, частота ШИМ около 600 кГц, которым нужно запитать схему с микроконтроллером, напряжение питания которого от 1.8 В до 5.5 В. Потребление схемы не более 30 мА. В МК будет задействован АЦП с внешней опорой. Какие и где нужно ставить фильтры?

Нету формулок. Можно "на глазок", исходя из частоты собственного резонанса конденсатора и тактовой частоты, на которой работает микруха. Часто изготовитель мелкосхем дает рекомендации в даташитах.

C-фильтр накопительный, местный аккумулятор. Он может сглаживать броски тока потреблния данным узлом схемы, микросхемой, например. Строго говоря, С-фильтров не бывает, всегда последовательно с конденсатором включено сопротивление и индуктивность подводящих проводов. Грубо его можно рассчитать по запасаемой в конденсаторе энергии. Она должна покрывать импульсную мощность узла при разряде конденсатора на относительно небольшую величину, несколько процентов, иногда и 10-20% допустимо.
RC- фильтр содержит сосредоточенное сопротивление. Он более эффективно подавит все колебания с периодом приблизительно выше R*C. Колебания еще выше по частоте подавляются лучше, подавление растет на 6 дБ на октаву. Недостаток- плохой КПД. Потому, применяестся чаще в маломощных схемах, схемах обработки сигналов.
LC-фильтры обладают высоким КПД и большой добротностью, хорошей крутизной среза. Они применяются чаще в силовых схемах. Недостаток - конструктивная сложность и высокая стоимость.
Подробности расчета и разные схемы - Г, П-образные, многозвенные, ФСС нужно смотреть в литературе. Слишком обширный материал.

Насчет кондерчиков по питанию, т.н. decoupling capacitors, у производителей микросхем всегда есть рекомендации. Читайте даташиты, там всегда есть требования на каком расстоянии от вывода микросхемы, и какую емкость нужно установить.
Насчет развязок аналоговых и цифровых питаний рекомендуется почитать Application Notes (AN) и посмотреть Reference design плат. Это чтоб не гадать на кофейной гуще
Я это к тому говорю, что многое уже давно придумано до/для нас

...

Сообщение отредактировал alt3857 - May 25 2011, 01:46