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谐振频率和抑制噪声

最近在看各种路由器的电路图,发现很多地方都用到了LC降噪电路,大学学的基本还给老师了,今天又重新推一下。
电容阻抗 XC = 1 / (2 * PI * f * C)
电感阻抗 XL = 2 * PI * f * L
谐振频率就是XL == XC时的f, f = 1 / (2 * PI * (L * C) ^ 0.5)
这个f有什么意义呢,高等数学的那一套我也忘的差不多了,举个简单的例子
考虑以下电路
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假设谐振频率是f0, 此时XC=1ohm, XL=1ohm, 负载R=1ohm, L左端为3V输入噪声
那么在L上的电压很容易算出是2V, R上电流是1A, N节点电压1V
现在频率翻倍f1 = f0 * 2, 根据阻抗容抗公式可以算出XL=2ohm, XC=0.5ohm
这样L上的电压是2.25V, R上电流是0.75A
如果f2 = f0 / 2, 那么此时XL=0.5ohm, XC=2ohm, L上电压为1.8V R上电流为1.2A

由此可见,谐振频率是一个中间点,越比它高频的噪音在这个电路里衰减的就越厉害,也就是到达R的电流和电压越小。反之,越比它低频的,在电路里衰减的越少,到达R的电流和电压就越大。
所以一般LC电路可以消除高频噪音,比其谐振频率越高的噪音消除的越好。

[转] 0欧电阻+磁珠

0欧姆电阻作用
1,在电路中没有任何功能,只是在PCB上为了调试方便或兼容设计等原因。
2,可以做跳线用,如果某段线路不用,直接不贴该电阻即可(不影响外观)
3,在匹配电路参数不确定的时候,以0欧姆代替,实际调试的时候,确定参数,再以具体数值的元件代替。
4,想测某部分电路的耗电流的时候,可以去掉0ohm电阻,接上电流表,这样方便测耗电流。
5,在布线时,如果实在布不过去了,也可以加一个0欧的电阻
6,在高频信号下,充当电感或电容。(与外部电路特性有关)电感用,主要是解决EMC问题。如地与地,电源和IC Pin间
7,单点接地(指保护接地、工作接地、直流接地在设备上相互分开,各自成为独立系统。)
8,熔丝作用

磁珠
电感是储能元件,而磁珠是能量转换(消耗)器件。电感多用于电源滤波回路,侧重于抑止传导性干扰;磁珠多用于信号回路,主要用于EMI方面。磁珠用来吸收超高频信号,象一些RF电路,PLL,振荡电路,含超高频存储器电路(DDR,SDRAM,RAMBUS等)都需要在电源输入部分加磁珠,而电感是一种储能元件,用在LC振荡电路、中低频的滤波电路等,其应用频率范围很少超过50MHz。磁珠有很高的电阻率和磁导率,他等效于电阻和电感串联,但电阻值和电感值都随频率变化。 他比普通的电感有更好的高频滤波特性,在高频时呈现阻性,所以能在相当宽的频率范围内保持较高的阻抗,从而提高调频滤波效果。
作为电源滤波,可以使用电感。磁珠的电路符号就是电感但是型号上可以看出使用的是磁珠在电路功能上,磁珠和电感是原理相同的,只是频率特性不同罢了

*模拟地和数字地单点接地*
  只要是地,最终都要接到一起,然后入大地。如果不接在一起就是”浮地”,存在压差,容易积累电荷,造成静电。地是参考0电位,所有电压都是参考地得出的,地的标准要一致,故各种地应短接在一起。人们认为大地能够吸收所有电荷,始终维持稳定,是最终的地参考点。虽然有些板子没有接大地,但发电厂是接大地的,板子上的电源最终还是会返回发电厂入地。如果把模拟地和数字地大面积直接相连,会导致互相干扰。不短接又不妥,理由如上有四种方法解决此问题:1、用磁珠连接;2、用电容连接;3、用电感连接;4、用0欧姆电阻连接。
  磁珠的等效电路相当于带阻限波器,只对某个频点的噪声有显著抑制作用,使用时需要预先估计噪点频率,以便选用适当型号。对于频率不确定或无法预知的情况,磁珠不合。
  电容隔直通交,造成浮地。
  电感体积大,杂散参数多,不稳定。

  0欧电阻相当于很窄的电流通路,能够有效地限制环路电流,使噪声得到抑制。电阻在所有频带上都有衰减作用(0欧电阻也有阻抗),这点比磁珠强。

0欧电阻
  *跨接时用于电流回路*
  当分割电地平面后,造成信号最短回流路径断裂,此时,信号回路不得不绕道,形成很大的环路面积,电场和磁场的影响就变强了,容易干扰/被干扰。在分割区上跨接0欧电阻,可以提供较短的回流路径,减小干扰。
  *配置电路*
  一般,产品上不要出现跳线和拨码开关。有时用户会乱动设置,易引起误会,为了减少维护费用,应用0欧电阻代替跳线等焊在板子上。
  空置跳线在高频时相当于天线,用贴片电阻效果好。
  *其他用途* 布线时跨线
  调试/测试用
  临时取代其他贴片器件
  作为温度补偿器件
更多时候是出于EMC对策的需要。另外,0欧姆电阻比过孔的寄生电感小,而且过孔还会影响地平面(因为要挖孔)。

我的理解就是0ohm电阻完全可以不用管它。
补充一点,0ohm的电阻还可以标示电路最大电流,比如放一个1206的0ohm电阻一般都是电源线,至少要通2A电流,设计PCB时要用宽线。
磁珠是用来高频滤波,和电感类似但是磁珠可以允许更高的频率。

VoCore Based on RT5350F Start Today

This month I spend all my free time on a cheap router chip named RT5350F. It is only 9RMB(1.5USD). OpenWrt and LUCI have already supported that, so the software part will be easy. For current hardware solution from ShenZhen, the smallest board is about 40mm x 30mm. I hope to make a smaller one about 26mm * 28mm, then maybe I am able to make a very very small router but with full function at 30mm * 30mm * 20mm. That will be the smallest router on the earth. XD

If everything moves smoothly,  the first test board should be shipped to me Jan.10 2014. Once the test is done, all PCB and SCH will be open to public. I am a software engineer, hopefully my first “open sourced” hardware will have a good ending.

To make the dream come true I must start work now :)

PS: I am thinking of writing my blog in English or Chinese. Finally I decide to write it in English, because my future develop might help more people from all over the world.