CN203968076U - 一种pcb滤波电路及pcb板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种PCB滤波电路，连接于电源端与时钟电路之间，包括：输入端，与所述电源端连接；输出端，与所述时钟电路连接；电阻和电感，串联连接于所述输入端与所述输出端之间；电容组，其一端接地，另一端与所述输出端连接。本实用新型的PCB滤波电路通过在LC电路前串接电阻，形成RLC滤波电路，从而在抑制LC谐振的同时，也可以提高对电源噪声的抑制能力。本实用新型还公开了一种设有如上PCB滤波电路的PCB板。

Description

一种PCB滤波电路及PCB板

技术领域

本实用新型涉及PCB技术领域，尤其涉及一种PCB滤波电路及PCB板。

背景技术

在PCB板上，时钟电路的作用是产生像时钟一样准确的振荡电路，为PCB板的各器件提供时钟信号。工作时，其需要电源端的供电。时钟电路对噪声极其敏感，要保证供给时钟电路的电源信号到达时钟电路前，噪声充分衰减。

现有技术中，一般通过在时钟电路上加LC滤波(其中，L为电感或磁珠)电路来对噪声进行抑制，如图1a所示。电源端VCC的输出信号经过LC滤波电路滤波后，经由输出端VCC_CLK输出至时钟电路供电。

对于LC电路，虽然其能实现对噪声的抑制，但是因为其存在固有谐振点，参见图1b的LC电路的幅频响应函数，其幅值函数为A(w)＝1/(1-w²LC)。

由图1b中可见，在某一频率(图1b中，该频率为50.12kHz)处产生谐振，LC电路的幅值会急剧增大，这会导致电源噪声被放大，从而影响时钟电路的输出指标。

发明内容

有鉴于此，本实用新型提出一种PCB滤波电路及PCB板，以解决上述问题。

为达到上述目的，本实用新型实施例的技术方案是这样实现的：

一种PCB滤波电路，连接于电源端与时钟电路之间，包括：

输入端，与所述电源端连接；

输出端，与所述时钟电路连接；

电阻和电感，串联连接于所述输入端与所述输出端之间；

电容组，其一端接地，另一端与所述输出端连接。

优选地，所述电阻的取值为1～10欧姆。

优选地，所述电容组包括多个并联的电容。

优选地，所述电容组包括一个电容。

本实用新型还公开了一种PCB板，其上设有如上所述的PCB滤波电路。

本实用新型的PCB滤波电路通过在LC电路前串接电阻，形成RLC滤波电路，从而在抑制LC谐振的同时，也可以提高对电源噪声的抑制能力。

附图说明

图1a为现有技术中的LC滤波电路结构图；

图1b为现有技术中的LC滤波电路的幅频特性函数图；

图2为本实用新型实施例中的PCB滤波电路结构图；

图3a为本实用新型实施例中的一实例的幅频特性函数图；

图3b为本实用新型实施例中的一实例的谐振点的噪声波形图；

图4a为本实用新型实施例中的另一实例的幅频特性函数图；

图4b为本实用新型实施例中的另一实例的谐振点的噪声波形图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过具体实施例并参见附图，对本实用新型进行详细说明。

为了解决现有技术中的LC滤波电路产生谐振，导致电源噪声被放大，从而影响时钟电路的输出指标的问题，本实用新型实施例提供了一种PCB滤波电路，以对LC滤波电路进行改进。参见图2，该PCB滤波电路连接于电源端与时钟电路之间，包括：

输入端VCC1，与所述电源端连接；

输出端VCC_CLK1，与所述时钟电路连接；

电阻R1和电感L1，串联连接于所述输入端与所述输出端之间；

电容组，其一端接地，另一端与所述输出端连接。本实施例中，电容组可以为多个并联的电容，也可以为一个电容。本实施例中，为一个电容C1。

时钟电源滤波本质上是要实现低通滤波电路，典型的低通滤波电路有LC、RC两种：LC滤波电路为二阶滤波，有固有的谐振点，但过谐振点后的频率能够快速衰减；RC滤波电路抗干扰性强，衰减随频率不断增大。考虑两种滤波电路特性，本实用新型实施例通过在LC滤波电路上串接电阻R，从而得到新的滤波电路，该滤波电路兼具了LC、RC两种滤波电路的优点，这里称之为RLC滤波电路。

本实施例的PCB滤波电路的传递函数为：

H(jw)＝1/(1-w²LC+jwRC)

其中，jw即代表该传递函数为频域传递函数，w即代表传递函数的频率。

幅频特性函数：

$A\left(w\right)=1/\sqrt{{(1-w^2\mathrm{LC})}^2+{\left(\mathrm{wRC}\right)}^2}$

当时，A＝1/(wRC)，即A(w)的最大值由R、C/L决定，R取值越大，对谐振的抑制就越好。

在实际电路应用中,电阻R取值不可过大，若电阻R取值过大，则电阻R上的电压降低过大，导致负载端电压过低。优选地，对于时钟电路应用来言，电阻R取值范围为1～10Ω。实际应用中，可根据需要设定合适的电阻值大小。

本实用新型的PCB滤波电路通过在LC电路前串接电阻，形成RLC滤波电路，从而在抑制LC谐振的同时，也可以提高对电源噪声的抑制能力。

而且，本实用新型的PCB滤波电路实施简单、成本低廉，且PCB板上的布局面积并不会增加过大，仅需要多添加电阻即可。

以下举两个实例进行说明。

例1：参见图3a和图3b。本例中，一LC滤波，其中L为某内阻10mΩ，额定电流2A的磁珠，并联1个10uf、1个100nf电容，其频率响应如图3a中的曲线V1所示；串接1Ω电阻后，其频率响应如图3a中的曲线V10所示。图3b为串接电阻前后，谐振点m1处的噪声信号。

其中，图3a中的横坐标代表频率，纵坐标代表幅值；图3b中的横坐标代表时间，纵坐标代表电压值。

由图3a中的曲线V1可以看出，原有的LC滤波电路，在50kHz附近有一个较大的谐振点m1存在，在谐振点m1附近，容易将电源纹波噪声放大。曲线V10为本实施例的PCB滤波电路实施后的幅频特性曲线。可以看到，谐振点m1被消除。

图3b中，R0为50kHz噪声信号。在LC滤波电路中，噪声被明显放大(参见曲线R1)。而通过本实用新型实施例的滤波电路，噪声被明显抑制(参见曲线R10)。

例2：参见图4a和图4b。本例中，原有的LC滤波电路，其中L为某内阻10mΩ，额定电流2A的磁珠，电容为1个100nf电容，其频率响应如图4a中的曲线V2所示。串接1Ω电阻后，其频率响应如图4a中的曲线V20所示。图3b为串接电阻前后，谐振点m2处的噪声信号。

其中，图4a中的横坐标代表频率，纵坐标代表幅值；图4b中的横坐标代表时间，纵坐标代表电压值。

由图4a中的曲线V2可以看出，原有的LC滤波电路，在500kHz附近有一个较大的谐振点m2存在，在谐振点m2附近，容易将电源纹波噪声放大。曲线V20为本实施例的PCB滤波电路实施后的幅频特性曲线。可以看到，谐振点m2被消除。

图4b中，R0＇为500kHz噪声信号。在LC滤波电路中，噪声被明显放大(参见曲线R2)。而通过本实用新型实施例的滤波电路，噪声被明显抑制(参见曲线R20)。

本实用新型实施例还公开了一种PCB板，包括如上所述的PCB滤波电路。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。

Claims (5)

1.一种PCB滤波电路，连接于电源端与时钟电路之间，其特征在于，包括：

输入端，与所述电源端连接；

输出端，与所述时钟电路连接；

电阻和电感，串联连接于所述输入端与所述输出端之间；

电容组，其一端接地，另一端与所述输出端连接。

2.根据权利要求1所述的PCB滤波电路，其特征在于，所述电阻的取值为1～10欧姆。

3.根据权利要求1所述的PCB滤波电路，其特征在于，所述电容组包括多个并联的电容。

4.根据权利要求1所述的PCB滤波电路，其特征在于，所述电容组包括一个电容。

5.一种PCB板，其特征在于，其上设有如权利要求1-4任一项所述的PCB滤波电路。