EMC入门

【元件篇③】LC滤波器的性能

将高频电流容易通行的电容器与难以通行的电感器（线圈）组合，就能构成以特定频率振动的共振电路。可选择性去除高频噪声的LC滤波器的原理也和共振电路基本相同。积层贴片型的LC滤波器为各种电子设备的高性能、小型、轻量化以及噪声对策做出了巨大贡献。

为解决混信问题而发明的同步电路
运用共振现象的LC滤波器
根据噪声产生情况使用3端子滤波器
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为解决混信问题而发明的同步电路

赛车或机械的调整被称作调谐。这个词原本来自乐器的调音。用于吉他等乐器调音的音叉，在英语中叫作“Tuning Fork”。在卷动琴弦进行调音时，音叉在靠近一定频率的声音时，会发出“鸣叫”。如果这种鸣叫消失了，就表示频率完全一致，实现了同步。

互不接触的相同音叉之间的共鸣也属于同步现象。将电容器与电感器（线圈）组合，就能构成与特定频率同步的共振电路。LC滤波器也是依靠相同原理，选择性地削减含有噪声的频率区间。

广播和电视的调谐器是用来和信号的特定载波频率同步的电路。电容器和电感器组合成的最初的同步电路，是英国的洛基于无线通信的启蒙时期19世纪末发明的。初期的无线通信设备还不是同步电路。不过，随着无线信号站的增加，人们烦恼于信号混杂的问题，因此就需要同步电路来确定通信对象。

要理解同步电路，最方便的例子就是矿石收音机了。矿石收音机包括收信天线、同步电路、作用和二极管相同的矿石检波器，以及接收器，算是最简单的收音机了。它依靠电波的能量从接收器发出声音，因此也不需要电源。在真空管收音机被发明之前，它作为收音机的主流在全世界都有使用。

矿石收音机中含有电容器和电感器并联（或串联）的同步电路。在广播频道选择方面，它采用了能使电容器容量连续变化的可变电容器。此外也存在电容器容量固定，通过滑动电感器核心来同步的类型。这称为μ同步器。

运用共振现象的LC滤波器

同步电路也称为共振电路。电容器虽然不通行直流电，但交流电的频率越高，它的电抗（交流的电阻）就越小，因此能顺畅通行交流电。此时交流电的相位存在超前90度的特性。

另一方面，电感器能顺畅通行直流电，但交流电的频率越高，它的电抗越大，交流电越难以流通。此时交流电的相位存在落后90度的特性。对于矿石收音机，提高电流频率的话，并联的电感器和电容器中流动的电流值存在相等的情况。此时的频率称为共振频率。不过，上面提到过，电感器和电容器的相位有180°的差距，互相抵消，并联电路中的电流会消失。因此，只有同步频率的电流才能通过矿石检波器，并通过接收器发出声音。

电感器和电容器组合成的共振电路中也包含滤波器。滤波器顾名思义，这种电路的输入信号中只有特定频率区间的信号能通过，其它频率区间的信号会衰减并被去除。

滤波器大致分为三种。

低通滤波器（LPF）：通行低频，削减高频
高通滤波器（LPF）：削减低频，通行高频
带通滤波器（LPF）：仅通行特定频率区间，削减此外的频率

根据噪声产生情况使用3端子滤波器

用来去除通过信号线入侵的噪声的滤波器，一般称为信号线滤波器。电容器本身可以削弱低频成，电感器本身可以削弱高频成分。然而，电感器和电容器组合制成的滤波器，有着达到某个频率（截止频率）后急剧衰减的特性。这称为LC滤波器。电感器和电容器的组合有着完全相反的性质，在除噪方面能发挥绝妙的作用。

电子设备中传导噪声的传导方式分为差模和共模方式。信号是差模的，如果相同的差模噪声信号重叠，就难以被去除了。于是，就必须通过滤波器，在各个关键位置去除它。这类噪声的频率一般比信号更高，噪声滤波器多选用低通式。在LC滤波器方面，存在将电感器和电容器组合仅元件内部的3端子滤波器。它的命名来自输入端口、输出端口、接地端口这3个端口。

根据三端口滤波器的电路结构，其种类可分为许多，需要根据用途和噪声产生情况来选用。尤其重要的是，输入输出端的阻抗和连接位置的阻抗要尽可能一致。阻抗若不匹配，就会产生高频电流的反射，变成噪声，通过的脉冲波形也会扭曲。

将电容器和电感器集成到单个芯片上的，属于积层贴片型3端子滤波器。它由介电体、铁氧体、电极等不同材料连续积层制成，因此在材料设计、烧制工艺等方面，对技术和知识的要求都极高。运用了TDK专利的“异材料同时烧制”等技术的积层贴片3端子滤波器，为手机、平板电脑、数字电视等各种电子设备的高性能、小型、轻量化做出了重大贡献。此外，TDK还提供丰富的产品阵容，包括低耗电的电源线使用的卷线式滤波器等。