噪聲對策基礎（三）：噪聲濾波器的原理

在上次的第二講中，我們向大家說(shuō)明了數字信號中的高頻成分是影響數字設備性能的主要原因，容易形成噪聲。 因此，如果使用低通濾波器，就可以讓低頻信號通過(guò)，阻止高頻信號，從而去除噪聲。

　　低通濾波器的組成元件有電感（線(xiàn)圈）和電容。電感特性如第一種所示，相對于低頻部分（類(lèi)似電阻：阻抗越高信號越難通過(guò)）阻抗也較低，頻率越高阻抗也越高。

　　式１ |Z|=2π?f?L （Z：阻抗 f：頻率 L：電感値）

　　因此，如果將電感串聯(lián)插入噪聲通道，頻率較低的信號成分將容易通過(guò)，頻率較高的噪聲成分將不易通過(guò)。

　　另一方面，電容的特性與電感恰恰相反，頻率越低阻抗越高，頻率越高阻抗越低。

　　式２ |Z|=1/（2π?f?C） （Z：阻抗 f：頻率 C：靜電容量）

低通濾波器如果要利用該特性，就需要將電容插入噪聲通道與地線(xiàn)之間。如此一來(lái)，低頻信號能夠照常通過(guò)，高頻噪聲成分因接地側的阻抗較低，將流向接地側，從而達到降噪效果。

　　上述兩種元件是最簡(jiǎn)單的低通濾波器，可以通過(guò)相互的組合，構成高性能的低通濾波器。

　?。紴V波器的元件數與頻率特性＞

　　圖3顯示了組成濾波器的元件數與濾波器頻率特性之間的關(guān)系。想知道什么是插入損耗，可以看一下圖中各濾波器的信號衰減量，圖越往下衰減量越多。從圖上我們可以看到，濾波器中的元件越多，頻率特性的斜率就越大。元件較少的濾波器的頻率特性范圍較窄（斜率較?。?，衰減頻率及通過(guò)頻率的選擇度較低，有可能導致部分信號衰減或者噪聲沒(méi)有徹底去除。另一方面，元件較多的濾波器的頻率特性范圍較寬（斜率較大），頻率的選擇度較高，信號可以在幾乎不衰減的狀態(tài)下去除噪聲。

　　EMI濾波器較多是參考了低通濾波器的原理制作而成，為了提高除噪效果，經(jīng)過(guò)了反復多次設計驗證。

　　下一講開(kāi)始，將向大家介紹EMI濾波器的相關(guān)內容。