Развязывающие фильтры

Для изоляции схемы от источника питания, исключения связи между схемами и отвода шумов источника питания от схемы можно использовать резистивно-емкостные и индуктивно-емкостные цепи развязки. Две такие структуры представлены на рис.3, где конденсаторы, показанные штриховыми линиями, во внимание пока не принимаются.

П ри использовании нерезонансного RС-фильтра (рис.3,а) падение напряжения на резисторе приводит к тому, что, с увеличением частоты, напряжение питания уменьшается (источник питания шунтируется). Это падение напряжения обычно ограничивает степень фильтрации, достижимую при такой конфигурации.

LС-фильтр на рис.3,б обеспечивает лучшую фильтрацию, особенно на высоких частотах, при тех же потерях напряжения питания. Однако LС-фильтр имеет резонансную частоту , на которой сигнал на выходе фильтра может быть больше, чем в случае, если бы фильтр отсутствовал. Необходимо принять меры, чтобы эта резонансная частота была значительно ниже полосы пропускания схемы, подключенной к фильтру. Коэффициент передачи LС-филътра на резонансной частоте обратно пропорционален декременту затухания: , где R – активное сопротивление индуктивности.

Х арактеристика LС-фильтра вблизи частоты резонанса показана на рис.4. Чтобы ограничить усиление вблизи резонансной частоты на уровне 2 дБ, декремент затухания должен быть не менее 0,5. При необходимости увеличить затухание последовательно с индуктивностью можно включить дополнительное сопротивление.

Применяемая катушка индуктивности должна также пропускать необходимый для схемы постоянный ток, не входя при этом в насыщение.

В каждую секцию для улучшения фильтрации шумов, поступающих из схемы обратно в источник питания, можно включить дополнительный конденсатор так, как показано штриховыми линиями на рис.3. Это превращает фильтр в П-образную цепь.

С точки зрения подавления шумов рассеивающий RС-фильтр предпочтительнее реактивного LС-фильтра. В рассеивающем RС-фильтре нежелательные шумы превращаются в тепло и как источник шумов устраняются. В реактивном же фильтре шумы только возвращается обратно. Шумы на индуктивности могут излучаться и создать трудности для работы какой-нибудь другой части схемы. Для устранения излучения может потребоваться экранирование индуктивности.

Защита от излучения высокочастотных шумящих элементов и схем

Чтобы защититься от излучения «шумящих» высокочастотных схем, их помещают в металлические экраны. Чтобы эти экраны были эффективны, ко всем проводам, входящим в отсек или выходящим из него, следует подключать фильтры для защиты этих проводов от шумов, наводимых на них за пределами экрана.

На звуковой частоте достаточно обычных развязывающих фильтров, подобных описанным выше фильтрам источников питания. Но, чтобы гарантировать эффективность фильтра на высоких частотах, необходимо принимать специальные меры.

В тех местах, где проводник проходит сквозь экран, следует использовать проходные конденсаторы, а между проводником и землей на конце цепи необходимо включать слюдяной или керамический конденсатор с короткими выводами. Такое соединение, а также три других способа фильтрации шины питания для высокочастотных схем показаны на рис.5.

Экранирование проводника внутри отсека уменьшает шумы, наводимые на проводник. Дополнительную фильтрацию можно обеспечить при помощи П-образного СLС-фильтра, состоящего из двух конденсаторов и одной индуктивности (радиочастотный дроссель). Этот П-образный фильтр можно улучшить, поместив дроссель в отдельный экран, расположенный внутри экранирующего кожуха, с тем, чтобы изолировать его от шумовых наводок. Во всех описанных выше фильтрах выводы конденсаторов и проводники, заземляющие экраны, следует делать как можно короче.