¿Cómo implementar y ajustar un filtro de parada de banda LC?

Una forma de ajustar el valor de un capacitor es recordar que dos capacitores en paralelo tienen una capacitancia equivalente igual a la suma de los dos capacitores. Dos condensadores en serie tienen el mismo efecto que dos resistencias en paralelo.

Dado que está trabajando con capacitores pF de un solo dígito, es más probable que la segunda regla lo ayude. Por ejemplo, 4,7 pF en serie con 220 pF da 4,6 pF. 4,7 pF en serie con 100 pF da 4,49 pF, etc.

Entonces, si puede permitirse el espacio de una parte adicional en serie con cada uno de sus capacitores, puede recortar los valores eligiendo la tapa en serie adicional. También puede hacer esto junto con la sugerencia de Michael de usar una tapa de ajuste ajustable para usar un ajuste que varía en un amplio rango para producir solo un efecto de ajuste fino en su circuito.

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Un par de consejos sobre los que no preguntaste:

1. Antes de finalizar este diseño, asegúrese de simularlo con parásitos parciales incluidos. En el lado de los capacitores, Kemet y Murata, por ejemplo, son muy buenos para proporcionar modelos parásitos de sus partes. Coilcraft también proporciona buenos modelos para la familia de piezas que mencionó.

   Un poco de resistencia parásita en realidad podría ayudar a su diseño al ampliar las muescas más profundas, lo que hace que el rendimiento en la frecuencia objetivo sea menos sensible a la variación de la pieza.

2. Si la resistencia parásita no amplía su muesca lo suficiente como para ahorrarle problemas de sensibilidad, considere agregar deliberadamente algunas resistencias de serie pequeña para este propósito.

3. Antes de finalizar el diseño, asegúrese de realizar al menos un análisis de tolerancia. Para cada capacitor e inductor, haga otra simulación con su valor ajustado al máximo o mínimo de su rango de tolerancia, dependiendo de cuál crea que estropeará más el circuito. Si no sabes cuál es peor, prueba ambos.

   Si tiene acceso a una herramienta que lo proporcione, puede indicarle las tolerancias de cada parte y realizará un análisis de Monte Carlo , lo que significa cientos de ejecuciones con los valores variados aleatoriamente cada vez para permitirle ver la variación estadística de la muesca. profundidad, factor Q, etc.

4. Iba a mencionar que para que una simulación como la que hizo brinde resultados precisos, debe simularla con la fuente real y cargar las resistencias equivalentes que verá en el circuito real, pero veo que ya lo hizo. Para futuros lectores: no simule un filtro en un circuito de 50 ohmios y espere que tenga la misma respuesta en una aplicación de fuente de alimentación con una carga de 1 ohmio.

   En esta línea mencionaré que las fuentes de alimentación son complicadas. La fuente de 1 ohmio y la carga de 10 ohmios que simuló son probablemente WAG en el mejor de los casos, especialmente para los 430 MHz que más le interesan. Si la señal que desea bloquear es en realidad una emisión conducida que desea evitar que salga de su placa y proviene del ruido de conmutación digital, podría ser más preciso modelarla como una fuente de corriente de alta impedancia, en lugar de la baja. -Fuente de voltaje de impedancia que usó.

   Es probable que la incertidumbre sobre la fuente y la impedancia de carga sea una fuente de inexactitud más importante en su simulación que los parásitos del diseño.

5. Probar este circuito requerirá algo de reflexión. Por la misma razón que no puede simular el filtro en un sistema de 50 ohmios y esperar que funcione de la misma manera en un sistema de 10 ohmios, no puede probarlo con una fuente y carga de 50 ohmios y esperar que la medición refleje el verdadero rendimiento.

   Por supuesto, puede realizar algunas mediciones de reflexión para mejorar sus conjeturas sobre la fuente y las impedancias de carga (en una placa con los componentes del filtro sin rellenar). Y podría ser posible hacer algunos cálculos matemáticos cuidadosos y transformar los resultados de una prueba de 50 ohmios para obtener el rendimiento en el sistema real.

   Alternativamente, en el lado de la carga, probar con una sonda de alcance de baja capacitancia (si tiene suficiente ancho de banda) probablemente le dará una vista más precisa que conectarse a través de las conexiones coaxiales de 50 ohmios implícitas en su esquema. No es que la huella del conector coaxial que dibujó no sería un punto de prueba de sonda razonable si simplemente deja los conectores sin rellenar.

Supongo que este circuito es para una producción de más de 5 unidades (y podría ser de 100, 1000 o más), porque por una sola vez probablemente podría salirse con la suya con solo soldarlo una y otra vez. una placa revestida en blanco y ajustarla hasta que funcione, y ahorrar el tiempo y los gastos de fabricar un PWB.

Un método muy común que se utiliza para ajustar un filtro es utilizar un componente llamado condensador de ajuste. Estos se utilizan mejor en paralelo con un capacitor existente en su circuito. El rango del recortador se selecciona de modo que la capacitancia total paralela del recortador más el condensador fijo obtenga el total correcto.

Aquí hay una recortadora montada en superficie típica.

Mouser ofrece uno como el anterior como una variable de ~2pF a ~6pF por 1,33 dólares estadounidenses.

Una solución para el filtrado básico de RF de las líneas de señal y los rieles de alimentación, en los que intervienen altas frecuencias, es utilizar componentes de tipo perla de ferrita. Póngalos en serie con sus rutas de señal y conexiones de alimentación. Hay muchas fuentes para estos, pero un fabricante que uso todo el tiempo es Murata. Puede encontrar muchas piezas en Mouser ( http://www.mouser.com ) si busca en "Perlas de filtro EMI". Por lo general, se clasificarán con una impedancia baja en CC con un aumento significativo en la impedancia en RF de alta frecuencia. Tenga cuidado de seleccionar un componente que tenga un nivel de corriente superior a la cantidad de corriente que espera que pase por la pieza.

Por ejemplo, aquí hay una pieza de tamaño 0805, con capacidad para 200 mA y una resistencia de CC de 0,6 ohmios. En frecuencias de RF, la impedancia sube a 2,2 K ohmios.

http://www.mouser.com/ProductDetail/Murata/BLM21BD222TH1D/?qs=sGAEpiMZZMtoiMfofRG0Ledi9m9QXz4zE7J1sKlCQ08%3d

La hoja de datos muestra la curva de impedancia/frecuencia para esta familia de piezas como: