模拟电路再理解系列（2）-电源滤波电路

前言

今天梳理一下电源滤波电路，在大部分电路设计中，都有滤波电路这一块儿，严格地说的话除了电源滤波还有信号滤波，经常会看到电路里面有一些电容，电感等串并联在一起的模块，大概率就是起到滤波作用，也正好趁写这个梳理下电容与电感这两个器件。

电容

• 电容特性
  能够充放电，隔直流通交流；
  电压不能突变；
  电容的容抗和频率以及容量成反比；
• 分类
  无极型电容；极性电容；可调电容
  物理特征分类：贴片和插件
  铝电解电容，金属化薄膜电容，钽电容
• 作用
  电容第一个想到的功能应该就是储能了吧，但除了这个它还有很多很重要的其他功能：
  滤波；大容量通低频；小容量通高频（电路中大电容并联一个小电容的时候）
  旁路：在电源输出线上产生一个交流分路，选择合适容值大小的电容滤除高频信号到地端。滤除输入线路的干扰
  去耦：接在信号输出端，滤除输出信号中干扰，防止其返回到电源
  耦合：在电路中，如果负载电容比较大，驱动电流要在完成充放电之后才能完成信号跳变，在上升沿比较陡峭的时候，电流比较大，驱动电流就会吸收很大的电源电流，其实就是一种噪声。
  谐振：利用电容充放电的特性，并联谐振或串联谐振。

电感

将导线绕成线圈形状，有电流时候，内部会产生磁场，进一步由于电磁感应，阻碍电流的变化。
电路中常见的圆型的上面缠绕了一圈一圈铜线的大器件。又分为差模电感和共模电感，分别抑制差模干扰和共模干扰。

• 特性：
  隔交流，通直流。对直流呈现很小的电阻，对交流会形成感抗，且信号频率越高，感抗越大。
  能够阻止电流变化，流经电感的电流不会突变
• 作用：
  滤波，谐振：阻止一定频率的信号干扰

几种不同类型的滤波电路

• 为什么要滤波？
  这个问题要仔细探究起来其实还比较有深度，总结一下大概就是一个电源同时给多个电路模块供电时，各个模块之间可能会产生一些杂波到线路上，设置一些滤波电路其实就是防止各类干扰进入到输入到电路中去。
• 常用的滤波电路：
  储能电容；旁路电容；RC滤波；LC滤波；π型滤波
• 储能电容：
  电源输出端到芯片电源管脚的这段距离过长的话会造成用电不平稳等问题，因此在靠近芯片电源管脚附件加一些储能电容来滤除干扰。储能电容的大小视情况选择，常见的1uF,2.2uF,10uF,22uF等，其次在数量上，每个芯片的电源引脚最近单独设置一个滤波模块，不同芯片间最好不要共用。
• 旁路电容：
  一般电路中的0.1uF大小的就是旁路电容，每个管脚附近放一个，几个也可以共用一个。
• LC滤波&RC滤波
  LC滤波即电感+电容的方式，模拟信号的一些模块会用到这种滤波方式，精确度要求较高的一些场合会用到这种，一些常见的数字信号通常使用储能电容和旁路电容这种方式。RC滤波也就是电阻+电容的方式，这种自己倒很见过，可能用的不是太多。
• π型滤波
  第一次见，常用与电源部分，具体是一个电感串两个电容，电感在中间，两个电容另一端分别都接地。

小结

滤波电路自己感觉是电路设计里面元器件用的很少，也比较简单的一部分，但是就是这个简单的部分却在很多时候容易被忽略忘记，或者说放错地方，造成很严重的后果，自己就曾经有过一个这方面的失误，幸好检查时候及时发现了。细致全面往往在电路设计中非常重要！
周六，就不写那么多了。