信号完整性--电容电感的通过性,滤波与隔直

种类的选择

对于输出电流较小的电路,一般采用电容滤波。电感成本比较高,容易受周围磁场影响,也容易干扰其它电路工作。电感滤波一般在有功率要求之处用,例如开关电源。

对于输出电流较大的电路,一般采用电感滤波。如果用电容滤波,则大电流很容易使电容充满失去滤波作用。

磁珠是电容、电感、电阻的复合体,相当于三者的并联,主要场合是对某个频段的抑制,相对于电感+电容的组合来说,磁珠作用于高频,一般是>100MHz,且在高频段的电阻特性为主要特征,所以不但可以过滤噪音,还可以通过电阻来消耗噪音(非电阻的滤波器,理论上只是导走噪音,而不是损耗噪音)。一般用在模拟地和数字地的 单点连接 处。

大小的选择

电容:大电容通低频,小电容通高频

隔直 即 滤波的互补用法 http://www.elecfans.com/yuanqijian/dianrongqi/20180212634962.html

举例一个电容的自谐振频率,即通过频率。电容自谐振频率可略大于信号频率

电感:大电感通低频,小电感通高频

http://www.sohu.com/a/318224430_120008092

当电感作为扼流电感(扼流圈/扼流器)使用时(如直流供电电感),应该让信号的最高频率在电感自谐振频率处,考虑电感误差,电感自谐振频率应略大于信号最高频率

举例两个电感的自谐振频率

感抗效果与频率关系如下图

大电感滤除作用强,但是频率不能太高;小电感滤除作用弱,但覆盖高频部分。

一般情况下高频幅值较小可用小电感,噪音全滤除则要串联。

实例分析

in+ 高速信号工作在 3.2G Hz

330nh,6.8nh 等对 79M,16M等频率具有较强阻碍作用,迫使这些频率的电源噪音分别通过 R3,R2,R1,使这几个频率的噪音被电阻消耗掉,不能传到 信号端 J2 处。所以 3G左右的噪音仍然会通过。

J2 处的信号 被 L4和R3等 反射。在实际的 layout 中,由于 J2 到 330nh 分支较长,没有 fly-by 形式,使 反射反馈时间长,超过了信号上升沿的20%,也对原信号造成了干扰。故应该在 R4 处添加 旁路电容,使从 J2 处 传到来的高频信号被旁路掉,从vcc_cam 处透过的高频干扰信号也被旁路。根据上面的对比,可添加 100pf 左右大小的电容

实际情况错误,本例废弃

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