第4章(3)-干擾濾波技術(shù)

1、第第4章（章（3） 電磁干擾濾波技電磁干擾濾波技術(shù)術(shù)n 干擾濾波在EMC設(shè)計(jì)中作用n 差模干擾和共模干擾 n 常用干擾濾波電路n 怎樣制作有效的濾波器n 正確使用濾波器n屏蔽技術(shù)是為了防護(hù)輻射干擾屏蔽技術(shù)是為了防護(hù)輻射干擾n濾波技術(shù)就是為了抑制傳導(dǎo)干擾濾波技術(shù)就是為了抑制傳導(dǎo)干擾n需要實(shí)施濾波的情況：需要實(shí)施濾波的情況：在高頻系統(tǒng)中，為了抑制工作頻帶以外的任何頻帶上的干擾信號(hào)在各種信號(hào)電路中，為了消除頻譜成分不同于有用信號(hào)的干擾信號(hào)在電源電路、操縱電路、控制電路及轉(zhuǎn)換電路中，為了消除沿這些電路的干擾作用一、濾波器的作用信號(hào)濾波器電源濾波器切斷干擾沿信號(hào)線(xiàn)或電源線(xiàn)傳播的路徑，與屏蔽共同構(gòu)切斷干擾

2、沿信號(hào)線(xiàn)或電源線(xiàn)傳播的路徑，與屏蔽共同構(gòu)成完善的干擾防護(hù)。成完善的干擾防護(hù)。濾波器的作用信號(hào)濾波器電源濾波器 允許工作必須的信號(hào)頻率通過(guò)，而對(duì)工作不必須的信號(hào)頻率允許工作必須的信號(hào)頻率通過(guò)，而對(duì)工作不必須的信號(hào)頻率有很大的衰減作用，這樣就使產(chǎn)生干擾的機(jī)會(huì)減為最少。有很大的衰減作用，這樣就使產(chǎn)生干擾的機(jī)會(huì)減為最少。滿(mǎn)足電源線(xiàn)干擾發(fā)射和抗擾度要求濾波器的作用濾波器的作用滿(mǎn)足抗擾度及設(shè)備輻射發(fā)射要求信號(hào)線(xiàn)濾波器信號(hào)線(xiàn)濾波器干擾源干擾源共模和差模電流n共模干擾電流：共模干擾電流：干擾電流在電纜中的所有導(dǎo)線(xiàn)上幅度干擾電流在電纜中的所有導(dǎo)線(xiàn)上幅度/相位相同，它在電纜與大地相位相同，它在電纜與大地之間形成的

3、回路中流動(dòng)。之間形成的回路中流動(dòng)。n如果設(shè)備在其電纜上產(chǎn)生共模電流，則電纜會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的電磁輻射，造成設(shè)備不如果設(shè)備在其電纜上產(chǎn)生共模電流，則電纜會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的電磁輻射，造成設(shè)備不能滿(mǎn)足電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)輻射發(fā)射的限制要求，或?qū)ζ渌O(shè)備造成干擾。能滿(mǎn)足電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)輻射發(fā)射的限制要求，或?qū)ζ渌O(shè)備造成干擾。n要注意的是：要注意的是：n造成這種干擾的電流的原因有三個(gè)：造成這種干擾的電流的原因有三個(gè)：1、外界電磁場(chǎng)在電纜中的所有導(dǎo)線(xiàn)上感應(yīng)出來(lái)電壓、外界電磁場(chǎng)在電纜中的所有導(dǎo)線(xiàn)上感應(yīng)出來(lái)電壓(這個(gè)電壓相這個(gè)電壓相對(duì)于大地是等幅同相的對(duì)于大地是等幅同相的) ，這個(gè)電壓產(chǎn)生電流；，這個(gè)電壓產(chǎn)生電流；2、由于

4、電纜兩端的設(shè)備所接的地電位不同所致，在這個(gè)地電壓的、由于電纜兩端的設(shè)備所接的地電位不同所致，在這個(gè)地電壓的驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生電流；驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生電流；3、設(shè)備上的電纜與大地之間有電位差，這樣電纜上會(huì)有共模電流。、設(shè)備上的電纜與大地之間有電位差，這樣電纜上會(huì)有共模電流。n從定義容易理解，共模電流本身并不會(huì)對(duì)電路產(chǎn)生影響，從定義容易理解，共模電流本身并不會(huì)對(duì)電路產(chǎn)生影響，只有當(dāng)共模電流轉(zhuǎn)變?yōu)椴钅ｋ娏鳎妷海r(shí)，才會(huì)對(duì)電路產(chǎn)只有當(dāng)共模電流轉(zhuǎn)變?yōu)椴钅ｋ娏鳎妷海r(shí)，才會(huì)對(duì)電路產(chǎn)生影響。這種情況發(fā)生在電路不平衡的情況下。生影響。這種情況發(fā)生在電路不平衡的情況下。n另外，如果設(shè)備在其電纜上產(chǎn)生共模電流，則電纜會(huì)產(chǎn)生另

5、外，如果設(shè)備在其電纜上產(chǎn)生共模電流，則電纜會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的電磁輻射，造成設(shè)備不能滿(mǎn)足電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)輻射強(qiáng)烈的電磁輻射，造成設(shè)備不能滿(mǎn)足電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)輻射發(fā)射的限制要求，或?qū)ζ渌O(shè)備造成干擾。發(fā)射的限制要求，或?qū)ζ渌O(shè)備造成干擾。二、差模干擾和共模干擾1、共模和差模電流n差模干擾電流：差模干擾電流：干擾電流在信號(hào)線(xiàn)與信號(hào)地線(xiàn)之間（或電源線(xiàn)的火線(xiàn)和零干擾電流在信號(hào)線(xiàn)與信號(hào)地線(xiàn)之間（或電源線(xiàn)的火線(xiàn)和零線(xiàn)之間）流動(dòng)。在信號(hào)電纜中，差模干擾電流是由外界電磁場(chǎng)在信號(hào)線(xiàn)和線(xiàn)之間）流動(dòng)。在信號(hào)電纜中，差模干擾電流是由外界電磁場(chǎng)在信號(hào)線(xiàn)和信號(hào)地線(xiàn)構(gòu)成的回路中感應(yīng)出的。信號(hào)地線(xiàn)構(gòu)成的回路中感應(yīng)出的。n開(kāi)關(guān)電源工作

6、時(shí)，在電源線(xiàn)上既會(huì)在產(chǎn)生很強(qiáng)的共模干擾，也會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)開(kāi)關(guān)電源工作時(shí)，在電源線(xiàn)上既會(huì)在產(chǎn)生很強(qiáng)的共模干擾，也會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的差模干擾。的差模干擾。2、共模、共模/差模干擾的產(chǎn)生差模干擾的產(chǎn)生VVICMICMICMIDM電網(wǎng)中電感性開(kāi)關(guān)的通斷，會(huì)電網(wǎng)中電感性開(kāi)關(guān)的通斷，會(huì)產(chǎn)生差模的脈沖干擾產(chǎn)生差模的脈沖干擾空間的電磁波（通信、雷達(dá)、雷電等）空間的電磁波（通信、雷達(dá)、雷電等）在電纜上感應(yīng)出共模干擾在電纜上感應(yīng)出共模干擾兩臺(tái)設(shè)備之間的地線(xiàn)電位導(dǎo)致兩臺(tái)設(shè)備之間的地線(xiàn)電位導(dǎo)致共模電流共模電流開(kāi)關(guān)電源噪聲1.由于電路非線(xiàn)性產(chǎn)生的由于電路非線(xiàn)性產(chǎn)生的50Hz的奇次諧波（的奇次諧波（1、3、5、7 ）2.開(kāi)關(guān)頻率的

7、基頻和諧波（開(kāi)關(guān)頻率的基頻和諧波（1MHz以下差模為主，以下差模為主，1MHz以上共以上共模為主）模為主）n開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的噪聲有兩類(lèi)：開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的噪聲有兩類(lèi)：n第一類(lèi)：第一類(lèi)：由于非線(xiàn)性產(chǎn)生的，為電源基頻的奇次諧波。電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)對(duì)這種諧波發(fā)射的都有限制。（GJB 151A中的 CE101）n第二類(lèi)：第二類(lèi)：開(kāi)關(guān)工作模式產(chǎn)生的，頻率較低的成分以差模形式出現(xiàn)在電源輸入線(xiàn)上，頻率較高的成分以共模形式出現(xiàn)。n共模噪聲是由于高頻成份輻射產(chǎn)生的：共模噪聲是由于高頻成份輻射產(chǎn)生的：n 三極管與散熱片之間的寄生電容，將三極管的開(kāi)關(guān)噪聲耦合到地線(xiàn)上，n 脈沖回路產(chǎn)生的輻射感應(yīng)到所有導(dǎo)線(xiàn)上n 負(fù)載電流越大，或輸

8、入電壓越低，則差模干擾越強(qiáng)n 共模干擾當(dāng)輸入電壓最高時(shí)，最大，與負(fù)載無(wú)關(guān)。三、常用干擾濾波器的分類(lèi)衰減衰減衰減衰減低通帶通高通帶阻3dB截止頻率fcn電磁兼容設(shè)計(jì)中，低通濾波器用得最多，因?yàn)椋弘姶偶嫒菰O(shè)計(jì)中，低通濾波器用得最多，因?yàn)椋簄 電磁干擾大多頻率較高的信號(hào)，因?yàn)轭l率越高的電磁干擾大多頻率較高的信號(hào)，因?yàn)轭l率越高的信號(hào)越容易輻射和耦合信號(hào)越容易輻射和耦合n 數(shù)字電路中許多高次諧波是電路工作所不需要的，數(shù)字電路中許多高次諧波是電路工作所不需要的，必須濾除，防止對(duì)其它電路產(chǎn)生干擾。必須濾除，防止對(duì)其它電路產(chǎn)生干擾。n 電源線(xiàn)上的濾波器都是低通濾波器。電源線(xiàn)上的濾波器都是低通濾波器。n 高通濾

9、波器高通濾波器用在干擾頻率比信號(hào)頻率低的場(chǎng)合，如在一些用在干擾頻率比信號(hào)頻率低的場(chǎng)合，如在一些靠近電源線(xiàn)的敏感信號(hào)線(xiàn)上濾除電源諧波造成的干擾。靠近電源線(xiàn)的敏感信號(hào)線(xiàn)上濾除電源諧波造成的干擾。n 帶通濾波器帶通濾波器用在信號(hào)頻率僅占較窄帶寬的場(chǎng)合，如通信接用在信號(hào)頻率僅占較窄帶寬的場(chǎng)合，如通信接收機(jī)的的天線(xiàn)端口上要安裝帶通濾波器，僅允許通信信號(hào)收機(jī)的的天線(xiàn)端口上要安裝帶通濾波器，僅允許通信信號(hào)通過(guò)。通過(guò)。n 帶阻濾波器帶阻濾波器用在干擾頻率帶寬較窄，而信號(hào)頻率較寬的場(chǎng)用在干擾頻率帶寬較窄，而信號(hào)頻率較寬的場(chǎng)合，如距離大功率電臺(tái)很近的電纜端口處要安裝阻帶頻率合，如距離大功率電臺(tái)很近的電纜端口處要安

10、裝阻帶頻率等于電臺(tái)發(fā)射頻率的帶阻濾波器。等于電臺(tái)發(fā)射頻率的帶阻濾波器。低通濾波器類(lèi)型CTL反n不同結(jié)構(gòu)的濾波電路主要有兩點(diǎn)不同：不同結(jié)構(gòu)的濾波電路主要有兩點(diǎn)不同：1 電路中的濾波器件越多，則濾波器阻帶的衰減越大，濾波器通帶與阻帶之間的過(guò)渡帶越短。2 不同結(jié)構(gòu)的濾波電路適合于不同的源阻抗和負(fù)載阻抗。n濾波器對(duì)干擾的衰減作用用插入損耗表征，濾波器對(duì)干擾的衰減作用用插入損耗表征，n插入損耗IL的定義： IL = 20 lg（V1 / V2） dBn式中： V1 是信號(hào)源與測(cè)量?jī)x表（頻譜儀、接收機(jī)、高頻毫伏表等）直接連通時(shí)，儀表的讀數(shù)， V2是在信號(hào)源與測(cè)量?jī)x表之間插入濾波器時(shí)，儀表的讀數(shù)。n實(shí)際測(cè)量

11、時(shí)，要注意濾波器輸入輸出端在高頻時(shí)的耦合，另外，濾波器的接地線(xiàn)較長(zhǎng)時(shí)，會(huì)使高頻插入損耗值減小。濾波器濾波器插入損耗的定義插入損耗的定義n設(shè)計(jì)時(shí)：在保證濾波器安全，環(huán)境、機(jī)械、和可靠性能設(shè)計(jì)時(shí)：在保證濾波器安全，環(huán)境、機(jī)械、和可靠性能滿(mǎn)足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求的前提下，實(shí)現(xiàn)盡可能高的插入損耗；滿(mǎn)足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求的前提下，實(shí)現(xiàn)盡可能高的插入損耗；n應(yīng)用時(shí)：在安全，環(huán)境、和可靠性能滿(mǎn)足要求后，總是應(yīng)用時(shí)：在安全，環(huán)境、和可靠性能滿(mǎn)足要求后，總是選用插入損耗高的濾波器；選用插入損耗高的濾波器；n因?yàn)?，很高的插入損耗意味著對(duì)干擾信號(hào)的抑制能力強(qiáng)。因?yàn)椋芨叩牟迦霌p耗意味著對(duì)干擾信號(hào)的抑制能力強(qiáng)。n過(guò)渡帶與器件數(shù)

12、量的關(guān)系：過(guò)渡帶與器件數(shù)量的關(guān)系：當(dāng)嚴(yán)格按照濾波器設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)濾波電路時(shí)，每增加一個(gè)器件，過(guò)渡帶的斜率增加 20dB/十倍頻程，或 6dB/倍頻程。因此，若濾波器由N個(gè)器件構(gòu)成，則過(guò)渡帶的斜率為過(guò)渡帶的斜率為 20NdB/20NdB/十倍頻程，或十倍頻程，或 6NdB/6NdB/倍頻程。倍頻程。n怎樣確定過(guò)渡帶怎樣確定過(guò)渡帶? ? 兩種情況下要求過(guò)渡帶較短。n一種情況是：一種情況是：干擾信號(hào)的頻率與工作信號(hào)頻率靠的較近時(shí)；例如，有用信號(hào)的頻率為1050MHz，干擾的頻率為100MHz，需要將干擾抑制20dB（這是較低的要求），則要求濾波器的階數(shù)至少為4階。n另一種情況是：另一種情況是：干擾的強(qiáng)

13、度較強(qiáng)，需要抑制量較大；例如，有用信號(hào)的頻率為10MHz以下，干擾的頻率為100MHz，需要將干擾抑制60dB，則要求濾波器的階數(shù)至少為3階 。n增加濾波器的器件數(shù)僅增加了過(guò)渡帶的斜率，而不能改變?yōu)V波器的截止頻率。n濾波器的截止頻率與濾波器件的參數(shù)有關(guān)。例如，要增加濾波器對(duì)較低頻率干擾的衰減，只能通過(guò)增加電感的電感量或電容的電容量。n注意：注意：不要試圖用有源濾波器來(lái)解決電磁干擾的問(wèn)題，因?yàn)橛性雌骷ㄟ\(yùn)算放大器）本身又是一個(gè)干擾發(fā)生源，由于其非線(xiàn)性作用，會(huì)產(chǎn)生新的干擾頻率成分。電路與插入損耗的關(guān)系20406080100 fc 10fc 100fc 1000fc 5階階 4階階 3階階 2階階

14、1階階20N/十倍頻程十倍頻程6N/倍頻程倍頻程插入損耗插入損耗dB確定濾波器階數(shù)50 100欲衰減欲衰減20dB4 6=24 20至少至少4階濾波器階濾波器10 1001 20 = 201階濾波器就可以了階濾波器就可以了為了保險(xiǎn)，可用為了保險(xiǎn)，可用2階階欲衰減欲衰減20dBL、C的數(shù)值決定截止頻率的數(shù)值決定截止頻率階數(shù)決定過(guò)渡帶的陡度階數(shù)決定過(guò)渡帶的陡度根據(jù)阻抗選用濾波電路 源阻抗源阻抗 電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu) 負(fù)載阻抗負(fù)載阻抗 高高 C、 、多級(jí)、多級(jí) 高高 高高 、多級(jí)、多級(jí) 低低 低低 反反 、多級(jí)反、多級(jí)反 高高 低低 L、多級(jí)、多級(jí)L 低低 規(guī)律：電容對(duì)高阻，電感對(duì)低阻規(guī)律：電容對(duì)高阻，

15、電感對(duì)低阻插入損耗的估算Fco = 1/(2 Rp C)ZLZs、ZL并聯(lián)并聯(lián)CIL = 20 lg( CRp)ILIL = 20 lg( L/Rs)Fco = Rs/(2 L）Zs、ZL串聯(lián)串聯(lián)ZsLZsZLn單電感濾波電路：?jiǎn)坞姼袨V波電路：IL = 20lgL /（ZS+ZL） ，ZS、ZL分別是源和負(fù)載阻抗。ZS、ZL 50；n 形濾波電路：形濾波電路：nIL = 20lg（L /ZS）+ LC2 ， ZS ZL ；n反反 形濾波電路：形濾波電路： IL = 20lg（L /ZL）+ LC2 ， ZS ZL ；nT形濾波電路：形濾波電路： IL = 20lg2LC + （L2C3 + 2

16、L）/（ZS+ZL） ，ZS、ZL 50；電路與插入損耗的關(guān)系電路與插入損耗的關(guān)系四、濾波器器件參數(shù)的確定LCRR L = R / 2FC C = 1 / 2RFC對(duì)于T形（多級(jí)T）和 形（多級(jí)）電路，最外邊的電感或電容取 L/2 和 C/2，中間的不變。 濾波器的電路形式確定以后，需要確定電感、電容的參數(shù)。電感、電容的參數(shù)決定了濾波器的截止頻率。濾波器的幾種基本形式濾波器的幾種基本形式原型濾波器及其換算關(guān)系原型濾波器及其換算關(guān)系n原型濾波器：是指角頻率原型濾波器：是指角頻率為為1rad/s，阻抗量級(jí)為，阻抗量級(jí)為1的濾波器的濾波器n 這種濾波器本身沒(méi)有實(shí)用價(jià)值，但通過(guò)利用以下法則把帶寬和阻抗

17、換算到任何這種濾波器本身沒(méi)有實(shí)用價(jià)值，但通過(guò)利用以下法則把帶寬和阻抗換算到任何值，就可以得到有實(shí)用價(jià)值的濾波器值，就可以得到有實(shí)用價(jià)值的濾波器 帶寬換算：所有的電抗分量除以弧度為單位的、預(yù)期的截止角頻率帶寬換算：所有的電抗分量除以弧度為單位的、預(yù)期的截止角頻率c2fc，得到：得到： LaLb/ 2fc CaCb/ 2fc （a為換算后，為換算后，b為換算前）為換算前） 阻抗換算：所有的電阻和電感乘以預(yù)期的源和負(fù)載的阻抗量級(jí)阻抗換算：所有的電阻和電感乘以預(yù)期的源和負(fù)載的阻抗量級(jí)Z，得到：，得到： RaZRb LaZLb CaCb/ Z 帶寬和阻抗綜合換算：聯(lián)解帶寬和阻抗綜合換算：聯(lián)解，得到：，得

18、到： RaZRb LaZLb / 2fc CaCb/ Z2fc 1）低通濾波器的設(shè)計(jì)基本原型低通濾波器及其頻率響應(yīng)基本原型低通濾波器及其頻率響應(yīng)（a）圖表示基本低通原型濾波器及其對(duì)偶，（）圖表示基本低通原型濾波器及其對(duì)偶，（b）圖表示低通原型的頻率響應(yīng)）圖表示低通原型的頻率響應(yīng)按照前面換算法則由原型濾波器得到的按照前面換算法則由原型濾波器得到的截止頻率為截止頻率為1MHz1MHz、源和負(fù)載阻抗為、源和負(fù)載阻抗為5050的低通濾波器的低通濾波器這種單個(gè)電容或電感的低通濾波器的插入損耗為：這種單個(gè)電容或電感的低通濾波器的插入損耗為：ILIL=10lg=10lg（1 1k k2 2）（）（dBdB）

19、其中其中k kfRCfRC (單個(gè)電容濾波器單個(gè)電容濾波器), k kfLfL/R/R (單個(gè)電感濾波器單個(gè)電感濾波器),R R信號(hào)源阻抗，負(fù)載阻抗；信號(hào)源阻抗，負(fù)載阻抗；C C濾波電容；濾波電容；L L串聯(lián)電感串聯(lián)電感三種基本三種基本n級(jí)低通原型濾波器級(jí)低通原型濾波器 當(dāng)希望濾波器通帶內(nèi)衰減小，通帶外衰減大時(shí)：需要采用多級(jí)級(jí)當(dāng)希望濾波器通帶內(nèi)衰減小，通帶外衰減大時(shí)：需要采用多級(jí)級(jí)聯(lián)，要求具有截止頻率外的阻帶衰減率為聯(lián)，要求具有截止頻率外的阻帶衰減率為20ndB/1020ndB/10倍頻程或者倍頻程或者6ndB/6ndB/倍頻程，其中倍頻程，其中n n為濾波器的級(jí)數(shù)為濾波器的級(jí)數(shù)n這類(lèi)多級(jí)濾波

20、器的設(shè)計(jì)方法和步驟：這類(lèi)多級(jí)濾波器的設(shè)計(jì)方法和步驟：1 1、利用綜合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)確定、利用綜合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)確定n n級(jí)低通原型濾波器的各電抗元件數(shù)值，并列成級(jí)低通原型濾波器的各電抗元件數(shù)值，并列成表格，表格，2 2、經(jīng)過(guò)帶寬與阻抗的綜合換算，得到實(shí)際的各電抗元件數(shù)值、經(jīng)過(guò)帶寬與阻抗的綜合換算，得到實(shí)際的各電抗元件數(shù)值3 3、這類(lèi)多級(jí)濾波器結(jié)構(gòu)選擇要求具有下列幾種頻率響應(yīng)函數(shù)的濾波器中的、這類(lèi)多級(jí)濾波器結(jié)構(gòu)選擇要求具有下列幾種頻率響應(yīng)函數(shù)的濾波器中的一種一種巴特沃思濾波器巴特沃思濾波器: 通帶內(nèi)具有最平坦的振幅響應(yīng)通帶內(nèi)具有最平坦的振幅響應(yīng)契比雪夫?yàn)V波器契比雪夫?yàn)V波器: 通帶內(nèi)具有等紋波的振幅響應(yīng)通帶內(nèi)

21、具有等紋波的振幅響應(yīng)貝塞爾濾波器貝塞爾濾波器:具有最平坦的時(shí)延響應(yīng)具有最平坦的時(shí)延響應(yīng)原型濾波器的衰減與頻率、級(jí)數(shù)的關(guān)系原型濾波器的衰減與頻率、級(jí)數(shù)的關(guān)系原型濾波器所需的級(jí)數(shù)可以由此表查得原型濾波器所需的級(jí)數(shù)可以由此表查得巴特沃思濾波器原型的元件值對(duì)照表巴特沃思濾波器原型的元件值對(duì)照表此表列出此表列出 n120級(jí)的原型濾波器的電容級(jí)的原型濾波器的電容C和電感和電感L的元件值的元件值續(xù)表續(xù)表五級(jí)巴特沃思原型濾波器示意圖五級(jí)巴特沃思原型濾波器示意圖解題步驟：解題步驟：1 1、根據(jù)題意確定濾波器的衰減特性；、根據(jù)題意確定濾波器的衰減特性；2 2、利用濾波器的衰減特性查找原型濾波器的衰減與頻率、級(jí)數(shù)的

22、關(guān)系、利用濾波器的衰減特性查找原型濾波器的衰減與頻率、級(jí)數(shù)的關(guān)系圖得到原型濾波器的級(jí)數(shù)圖得到原型濾波器的級(jí)數(shù)n n，n n5 5；3 3、利用綜合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)確定、利用綜合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)確定n n級(jí)低通原型濾波器的各電抗元件數(shù)值，級(jí)低通原型濾波器的各電抗元件數(shù)值，4 4、經(jīng)過(guò)帶寬與阻抗的綜合換算，得到實(shí)際的各電抗元件數(shù)值。、經(jīng)過(guò)帶寬與阻抗的綜合換算，得到實(shí)際的各電抗元件數(shù)值。解：解：1、為保證元件公差、為保證元件公差5，確定其截止頻率，確定其截止頻率fc32MHz，最低干擾頻率，最低干擾頻率fi66MHz，故，故:其歸一化（相對(duì)）頻率為其歸一化（相對(duì)）頻率為ffi/fc66/32=2.062、查找原型濾

23、波器的衰減與頻率、級(jí)數(shù)的關(guān)系圖得到在相對(duì)頻率為、查找原型濾波器的衰減與頻率、級(jí)數(shù)的關(guān)系圖得到在相對(duì)頻率為2.06時(shí)要獲得不小于時(shí)要獲得不小于30dB的衰減，需要原型濾波器的級(jí)數(shù)的衰減，需要原型濾波器的級(jí)數(shù)n5；3、查找巴特沃思濾波器原型的元件值對(duì)照表得到各級(jí)元件值為：、查找巴特沃思濾波器原型的元件值對(duì)照表得到各級(jí)元件值為：C1=C5=0.618F, C3=2.00F, L2=L4=1.618H, 4、利用帶寬和阻抗的綜合換算法則：、利用帶寬和阻抗的綜合換算法則：RgRL=72C1C5 Cb/ （Z 2fc）0.618/(72232106) =43pFC3 Cb/ （Z 2fc）2.00/(72

24、232106) =138pF L2L4 ZLb / 2fc 721.618/(232106)=0.58uH5、頻率響應(yīng)見(jiàn)下圖、頻率響應(yīng)見(jiàn)下圖5級(jí)低通濾波器的頻率響應(yīng)級(jí)低通濾波器的頻率響應(yīng)可見(jiàn)，該可見(jiàn)，該低通濾波器在頻率低通濾波器在頻率66MHz處的衰減約為處的衰減約為31dB，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，通帶內(nèi)的插入損耗在通帶內(nèi)的插入損耗在30MHz處為處為2dB，在，在28MHz以下則低于以下則低于1dB2）高通濾波器的設(shè)計(jì)n高通濾波器與低通濾波器矩具有頻率對(duì)稱(chēng)性，故高通濾波器可以由低通高通濾波器與低通濾波器矩具有頻率對(duì)稱(chēng)性，故高通濾波器可以由低通濾波器來(lái)得到，只要將濾波器來(lái)得到，只要將hp

25、1/LP代入低通原型濾波器的傳輸函數(shù)就得代入低通原型濾波器的傳輸函數(shù)就得到高通原型濾波器，利用這種變換時(shí)，到高通原型濾波器，利用這種變換時(shí)，n感抗感抗lplpL L變成變成L/L/hPhP；容抗；容抗1/1/LPLP變成變成 hphp/C/C，電阻值保持不變，電阻值保持不變n即相當(dāng)于低通原型濾波器中的電容換電感，電感換電容，低通原型濾波即相當(dāng)于低通原型濾波器中的電容換電感，電感換電容，低通原型濾波器的截止頻率換成高通原型濾波器的截止頻率，各取替代分量的倒數(shù)值器的截止頻率換成高通原型濾波器的截止頻率，各取替代分量的倒數(shù)值n新高通原型濾波器也具有新高通原型濾波器也具有1的阻抗量級(jí)和的阻抗量級(jí)和1r

26、ad/s的截止角頻率的截止角頻率n新高通原型濾波器的阻抗換算和帶寬換算同樣使用前述綜合換算法則來(lái)新高通原型濾波器的阻抗換算和帶寬換算同樣使用前述綜合換算法則來(lái)實(shí)現(xiàn)：實(shí)現(xiàn)： 帶寬換算：所有的電抗分量除以弧度為單位的、預(yù)期的截止角頻帶寬換算：所有的電抗分量除以弧度為單位的、預(yù)期的截止角頻率率c2fc，得到：，得到： LaLb/ 2fc CaCb/ 2fc （a為換算前，為換算前，b為換算后）為換算后） 阻抗換算：所有的電阻和電感乘以預(yù)期的源和負(fù)載的阻抗量級(jí)阻抗換算：所有的電阻和電感乘以預(yù)期的源和負(fù)載的阻抗量級(jí)Z，得到：得到： RaZRb LaZLb CaCb/ Z 帶寬和阻抗綜合換算：聯(lián)解帶寬和阻

27、抗綜合換算：聯(lián)解，得到：，得到： RaZRb LaZLb / 2fc CaCb/ Z 2fc 例題2需要設(shè)計(jì)一個(gè)高通濾波器，指標(biāo)要求是：截止頻率需要設(shè)計(jì)一個(gè)高通濾波器，指標(biāo)要求是：截止頻率fc1MHz，輸入，輸入/輸出阻抗為輸出阻抗為600，在，在200kHz處衰減處衰減70dB，且在且在1MHz以上通帶內(nèi)有最大平坦響應(yīng)。以上通帶內(nèi)有最大平坦響應(yīng)。 解：解：1 1）由于）由于高通濾波器預(yù)期的衰減位于截止頻率以下，為保證為保證在200kHz250kHz處衰減不低于70dB，確定其截止頻率，確定其截止頻率f fc c1MHz1MHz，最，最高干擾頻率設(shè)為高干擾頻率設(shè)為f fi i250kHz250

28、kHz，故：其歸一化（相對(duì)）頻率為故：其歸一化（相對(duì)）頻率為f ff fc c/f/fi i1MHz/250kHz = 4.01MHz/250kHz = 4.02 2）查找原型濾波器的衰減與頻率、級(jí)數(shù)的關(guān)系圖得到在相對(duì)頻率）查找原型濾波器的衰減與頻率、級(jí)數(shù)的關(guān)系圖得到在相對(duì)頻率f fc c/f/fi i4.04.0 時(shí)要獲得不小于時(shí)要獲得不小于70dB70dB的衰減，需要巴特沃思低通原型濾的衰減，需要巴特沃思低通原型濾波器的級(jí)數(shù)波器的級(jí)數(shù) n n6 6； 解：解：3 3）查找巴特沃思濾波器原型的元件值對(duì)照表得到各級(jí)元件值為：）查找巴特沃思濾波器原型的元件值對(duì)照表得到各級(jí)元件值為： C2 =1.

29、414F, C4 =1.932F, C6 =0.518FC2 =1.414F, C4 =1.932F, C6 =0.518F， L1 =0.518H, L3 =1.932HL1 =0.518H, L3 =1.932H，L5 =1.414HL5 =1.414H，4 4）利用高通濾波器與低通濾波器具有頻率對(duì)稱(chēng)性，即將低通原型濾波器中的電容換為電感，電感換為電容；從而得到從而得到6 6級(jí)原型高通濾波器的各個(gè)元級(jí)原型高通濾波器的各個(gè)元件值：件值：C1= 1/L1= 1.932F, C3= 1/L3= 0.518F, C5= 1/L5= 0.707FC1= 1/L1= 1.932F, C3= 1/L3=

30、 0.518F, C5= 1/L5= 0.707FL2= 1/C2= 0.707H, L4= 1/C4= 0.518H, L6= 1/C6= 1.932H, L2= 1/C2= 0.707H, L4= 1/C4= 0.518H, L6= 1/C6= 1.932H, 5) 利用帶寬和阻抗的綜合換算法則：可以換算出利用帶寬和阻抗的綜合換算法則：可以換算出6級(jí)原型高通濾波器的最終元件級(jí)原型高通濾波器的最終元件值：值： C1= C11/Z 2fc= 512pF, C3= C31/Z 2fc= 137pF, C5= C51/Z 2fc= 188pF, L2= Z L2/ 2fc = 67.5H, L4=

31、 Z L4/ 2fc =49.4H, L6= Z L6/ 2fc = 184H, 6）所設(shè)計(jì)的六級(jí)高通濾波器電路及其頻率響應(yīng)如下：）所設(shè)計(jì)的六級(jí)高通濾波器電路及其頻率響應(yīng)如下：六級(jí)高通濾波器及其頻率響應(yīng)六級(jí)高通濾波器及其頻率響應(yīng)3）有源濾波器用于抑制電源線(xiàn)路干擾的對(duì)消濾波器方框圖用于抑制電源線(xiàn)路干擾的對(duì)消濾波器方框圖一種典型的電磁干擾一種典型的電磁干擾有源濾波器對(duì)消濾波器對(duì)消濾波器對(duì)消濾波器原理：對(duì)消濾波器原理：n 輸入功率通過(guò)調(diào)諧于電源頻率的陷波濾波器，饋送到放大器，而輸入功率通過(guò)調(diào)諧于電源頻率的陷波濾波器，饋送到放大器，而被放大的干擾信號(hào)，再通過(guò)串接于電源線(xiàn)上的變壓器，反相地回輸被放大的干

32、擾信號(hào)，再通過(guò)串接于電源線(xiàn)上的變壓器，反相地回輸于電源線(xiàn)上，這樣一來(lái)，除了電源和基波頻率外其他所有的頻率成于電源線(xiàn)上，這樣一來(lái)，除了電源和基波頻率外其他所有的頻率成分，都將因反相回輸?shù)淖饔枚凰p。分，都將因反相回輸?shù)淖饔枚凰p。n 其衰減量的大小，取決于放大器的功率增益。其衰減量的大小，取決于放大器的功率增益。n 其中的其中的AFCAFC電路可以在有限的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)陷波濾波器，以補(bǔ)償陷電路可以在有限的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)陷波濾波器，以補(bǔ)償陷波濾波器調(diào)整元件的任何可能變化，使其諧振頻率始終保持在電源波濾波器調(diào)整元件的任何可能變化，使其諧振頻率始終保持在電源基頻上。基頻上。鐵氧體管的插入損耗鐵氧體管的插入

33、損耗4）吸收型濾波器nLC濾波器屬反射型濾波器，其缺點(diǎn)是當(dāng)它和信號(hào)不匹配時(shí)，一部分有用能量將被反射回信號(hào)源，導(dǎo)致干擾電平的增加；吸收型濾波器則可以用來(lái)抑制不需要的能量使之轉(zhuǎn)化為熱損耗，而仍保證有用信號(hào)的順利傳輸。n吸收型濾波器一般做成介質(zhì)傳輸線(xiàn)形式，介質(zhì)為鐵氧體材料何其他損耗材料鐵氧體材料何其他損耗材料n將鐵氧體材料做成柔性磁管，在將鐵氧體材料做成柔性磁管，在10MHz以下不提供衰減以下不提供衰減n在在100MHz以上衰減變得相當(dāng)大，具有體積小，高頻衰減特性好的特點(diǎn)以上衰減變得相當(dāng)大，具有體積小，高頻衰減特性好的特點(diǎn)n如果把吸收型濾波器與反射型濾波器串聯(lián)起來(lái)，可以更好地抑制高頻干擾如果把吸收型

34、濾波器與反射型濾波器串聯(lián)起來(lái)，可以更好地抑制高頻干擾電纜濾波器和濾波器連接電纜濾波器和濾波器連接器器五、怎樣正確使用濾波器實(shí)際電容器的特性ZC實(shí)際電容理想電容f引線(xiàn)長(zhǎng)1.6mm的陶瓷電容器 電容量 諧振頻率(MHZ) 1 F 1.7 0.1 F 4 0.01F 12.6 3300 pF 19.3 1100 pF 33 680 pF 42.5 330 pF 601/2 LCCL電容器是基本的濾波器件，在低通濾波器中作為旁路器件使用。利用它的阻抗隨頻率升高而降低的特性，起到對(duì)高頻干擾旁路的作用。但是，在實(shí)際使用中一定要注意電容器的非理想性。實(shí)際電容器當(dāng)角頻率為1/LC時(shí)，會(huì)發(fā)生串聯(lián)諧振，這時(shí)電容的

35、阻抗最小，旁路效果最好。一個(gè)常見(jiàn)的錯(cuò)誤：一個(gè)常見(jiàn)的錯(cuò)誤：當(dāng)電容濾波網(wǎng)絡(luò)不能有效地抑制干擾時(shí)，設(shè)計(jì)人員就會(huì)用更大的電容來(lái)試，同時(shí)，為了方便，電容的引線(xiàn)保留得很長(zhǎng)。結(jié)果導(dǎo)致電容在更低頻率就失效（諧振頻率降低），結(jié)果對(duì)高頻干擾的濾波效果更差。巧用諧振點(diǎn)：巧用諧振點(diǎn)：從圖中可以看出，在諧振點(diǎn)以下及附近，實(shí)際電容的阻抗比理想電容的要低，因此當(dāng)干擾的范圍較窄時(shí)，可以利用這個(gè)特性，通過(guò)調(diào)整電容器的電容量和引線(xiàn)長(zhǎng)度來(lái)使諧振頻率正好落在干擾頻率上（附近，）提高濾波效果。陶瓷電容諧振頻率1nf1M100k1010.110k1k10010Hz 100 1k 10k 100k 1M 10M 100M 1G阻阻抗抗 1

36、00pf10nf100nf10f1f10mf100f1m10cm1cm1mm陶瓷電容的容量隨著工作電壓、電流頻率、時(shí)間和環(huán)境溫度等變化，電容器使用的介質(zhì)介電常數(shù)越高，這些參數(shù)越不穩(wěn)定。表面貼裝電容的阻抗特性溫度對(duì)陶瓷電容容量的影響0.15-0.150-551255-150-55125-10-5COGX7R-6020-3090-300Y5V30% C% C% C電壓對(duì)陶瓷電容容量的影響COGX7RY5V200-20-40-60-800 20 40 60 80 100 %額定電壓（額定電壓（Vdc）% C實(shí)際電感器的特性ZL理想電感實(shí)際電感f 電感量 （H） 諧振頻率 (MHZ) 3.4 45 8

37、.8 28 68 5.7 125 2.6 500 1.2 繞在鐵粉芯上的電感1/2 LCLC一段導(dǎo)線(xiàn)就構(gòu)成了一個(gè)電感。要獲得較大的電感量，需要將導(dǎo)線(xiàn)繞成線(xiàn)圈。線(xiàn)圈的芯材有兩種：非磁性的（空氣）、磁性的（閉合磁路的和開(kāi)放磁路的）。n電感的非理想性：電感的非理想性：實(shí)際的電感器除了電感參數(shù)以外，還有寄生電阻和電容。其中寄生電容的影響更大。理想電感的阻抗隨著頻率的升高成正比增加，這正是電感對(duì)高頻干擾信號(hào)衰減較大的根本原因。n但是，由于匝間寄生電容的存在，實(shí)際的電感器等效電路相當(dāng)于一個(gè)LC并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。n當(dāng)角頻率為當(dāng)角頻率為1/LC時(shí)，會(huì)發(fā)生并聯(lián)諧振，這時(shí)電感的阻抗最大時(shí)，會(huì)發(fā)生并聯(lián)諧振，這時(shí)電感的阻抗最

38、大，超過(guò)諧振點(diǎn)后，電感器的阻抗特性呈現(xiàn)電容阻抗特性 隨頻率增加而降低。電感的電感量越大，往往寄生電容也越大，電感的諧振頻率 越低。電感寄生電容的來(lái)源每圈之間的電容每圈之間的電容 CTT導(dǎo)線(xiàn)與磁芯之間的電容導(dǎo)線(xiàn)與磁芯之間的電容CTC磁芯為導(dǎo)體時(shí)，磁芯為導(dǎo)體時(shí)，CTC為主要因素，為主要因素，磁芯為非導(dǎo)體時(shí)，磁芯為非導(dǎo)體時(shí)，CTT為主要因素。為主要因素。n電感線(xiàn)圈的寄生電容來(lái)自?xún)蓚€(gè)方面：一個(gè)是線(xiàn)圈每匝之間的電容，電感線(xiàn)圈的寄生電容來(lái)自?xún)蓚€(gè)方面：一個(gè)是線(xiàn)圈每匝之間的電容，另一個(gè)是線(xiàn)圈導(dǎo)線(xiàn)與磁芯之間的電容。另一個(gè)是線(xiàn)圈導(dǎo)線(xiàn)與磁芯之間的電容。n當(dāng)電感磁芯為非導(dǎo)體時(shí)，匝間電容是主要的，當(dāng)磁芯為導(dǎo)體時(shí)，當(dāng)電感

39、磁芯為非導(dǎo)體時(shí)，匝間電容是主要的，當(dāng)磁芯為導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)與磁芯之間的電容是主要的。導(dǎo)線(xiàn)與磁芯之間的電容是主要的。n正確判斷主要因素對(duì)于采取適當(dāng)?shù)拇胧p小寄生電容十分重要。正確判斷主要因素對(duì)于采取適當(dāng)?shù)拇胧p小寄生電容十分重要。克服電容非理想性的方法衰減電容并聯(lián) LC并聯(lián) 電感并聯(lián)小電容大電容大電容并聯(lián)電容頻率大容量小容量n 在實(shí)踐中，常用兩個(gè)方法在較寬的頻率范圍內(nèi)獲得較好的干擾抑制效果。1、大小電容并聯(lián)：大小電容并聯(lián)：（如上圖）（如上圖） 將一個(gè)大電容和一個(gè)小電容并聯(lián)起來(lái)使用，大電容抑制低頻干擾、小電容抑制高頻。甚至可以用大、中、小三種電容并聯(lián)起來(lái)使用。美中不足：美中不足：將大容量電容和小容量電

40、容并聯(lián)起來(lái)的方法，會(huì)在某個(gè)頻率上出現(xiàn)旁路效果很差的現(xiàn)象。克服電容非理想性的方法n 大小電容并聯(lián)起來(lái)的會(huì)在某個(gè)頻率上出現(xiàn)旁路效果很差的原因：大小電容并聯(lián)起來(lái)的會(huì)在某個(gè)頻率上出現(xiàn)旁路效果很差的原因： 這是因?yàn)樵诖箅娙莸闹C振頻率和小電容的諧振頻率之間，大電容呈現(xiàn)電感特性（阻抗隨頻率升高增加），小電容呈現(xiàn)電容特性，實(shí)際是一個(gè)LC并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，這個(gè)LC并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)在會(huì)在某個(gè)頻率上發(fā)生并聯(lián)諧振，導(dǎo)致其阻抗為無(wú)限大，這時(shí)電容并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)實(shí)際已經(jīng)失去旁路作用。如果剛好在這個(gè)頻率上有較強(qiáng)的干擾，就會(huì)出現(xiàn)干擾問(wèn)題。n 改進(jìn)措施：改進(jìn)措施： 若將大、中、小三種容值的電容并聯(lián)起來(lái)使用，會(huì)有更多的諧振點(diǎn)，亦即，濾波器將在更多的頻率

41、上失效。需要進(jìn)一步改進(jìn)！2、采用三端電容采用三端電容（穿心電容）（穿心電容） （進(jìn)一步改進(jìn)措施進(jìn)一步改進(jìn)措施）克服電容非理想性的方法三端電容器的原理引線(xiàn)電感與電容引線(xiàn)電感與電容一起構(gòu)成了一個(gè)一起構(gòu)成了一個(gè)T形低通濾波器形低通濾波器在引線(xiàn)上安裝兩在引線(xiàn)上安裝兩個(gè)磁珠濾波效果個(gè)磁珠濾波效果更好更好地線(xiàn)電感起地線(xiàn)電感起著不良作用著不良作用三端電容普通電容普通電容 30 70 1GHz206040三端電容的正確使用接地點(diǎn)要求：接地點(diǎn)要求：1 干凈地干凈地2 與機(jī)箱或其它較大與機(jī)箱或其它較大 的金屬件的金屬件射頻搭接射頻搭接三端電容器的不足寄生電容造成輸入寄生電容造成輸入端、輸出端耦合端、輸出端耦合接地

42、電感造成旁接地電感造成旁路效果下降路效果下降三端電容器使用穿心電容更勝一籌！三端電容器使用穿心電容更勝一籌！金屬板隔離金屬板隔離輸入輸出端輸入輸出端一周接地一周接地電感很小電感很小n穿心電容的濾波范圍可以達(dá)到數(shù)GHz以上。之所以具有這樣的特性，是因?yàn)橐韵聝蓚€(gè)原因：n接地電感?。航拥仉姼行。寒?dāng)穿心電容的外客與面板之間在360的范圍內(nèi)連接時(shí)，連接電感是很小的。因此，在高頻時(shí)，能夠提供很好的旁路作用。n輸入輸出沒(méi)有耦合：輸入輸出沒(méi)有耦合：用于安裝穿心電容的金屬板起到了隔離板的作用，使濾波器的輸入端和輸出端得到了有效的隔離，避免了高頻時(shí)的耦合現(xiàn)象。穿心電容的插入損耗插入損耗插入損耗頻率頻率1GHz普通

43、電容普通電容理想電容理想電容穿心電容穿心電容穿心電容的阻抗接近理想電容，只是在某個(gè)頻率會(huì)出現(xiàn)一個(gè)凹陷。穿心電容的阻抗接近理想電容，只是在某個(gè)頻率會(huì)出現(xiàn)一個(gè)凹陷。穿心電容、饋通濾波器以穿心電容為基以穿心電容為基礎(chǔ)的饋通濾波器礎(chǔ)的饋通濾波器廣泛應(yīng)用于廣泛應(yīng)用于RF濾濾波波饋通濾波器使用注意事項(xiàng) 必須安裝在金屬板上，并在一周接地 最好焊接，螺紋安裝時(shí)要使用帶齒墊片 焊接時(shí)間不能過(guò)長(zhǎng) 上緊螺紋時(shí)扭矩不能過(guò)大線(xiàn)路板上使用饋通濾波器線(xiàn)路板地線(xiàn)面線(xiàn)路板地線(xiàn)面上面上面底面底面磁芯對(duì)電感寄生電容的影響鐵粉芯鐵粉芯 C = 4.28pf C = 3.48pf 19% 鐵氧體（錳鋅）鐵氧體（錳鋅） C = 51pf

44、 C = 49pf 4%減小電感寄生電容的方法然后：然后：1. 起始端與終止端遠(yuǎn)離（夾角大于起始端與終止端遠(yuǎn)離（夾角大于40度）度）2. 盡量單層繞制，并增加匝間距離盡量單層繞制，并增加匝間距離3. 多層繞制時(shí)，多層繞制時(shí)， 采用采用“漸進(jìn)漸進(jìn)”方式繞，不要來(lái)回繞方式繞，不要來(lái)回繞4. 分組繞制分組繞制 （要求高時(shí)，用大電感和小電感串聯(lián)起（要求高時(shí)，用大電感和小電感串聯(lián)起來(lái)使用）來(lái)使用）如果磁芯是導(dǎo)體，首先：如果磁芯是導(dǎo)體，首先：用介電常數(shù)低的材料增加繞組導(dǎo)體與磁芯之間的距離用介電常數(shù)低的材料增加繞組導(dǎo)體與磁芯之間的距離共模扼流圈共模扼流圈中的負(fù)載電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互抵銷(xiāo)，因此磁共模扼流圈中的負(fù)

45、載電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互抵銷(xiāo)，因此磁芯不會(huì)飽和。芯不會(huì)飽和。n為什么要用共模扼流圈？：為什么要用共模扼流圈？：當(dāng)電感中流過(guò)較大電流時(shí)，電感會(huì)發(fā)生飽和，導(dǎo)致電感量下降。共模扼流圈可以避免這種情況的發(fā)生。n共模扼流圈的結(jié)構(gòu)：共模扼流圈的結(jié)構(gòu)：將傳輸電流的兩根導(dǎo)線(xiàn)（例如直流供電的電源線(xiàn)和地線(xiàn)，交流供電的火線(xiàn)和零線(xiàn)）按照?qǐng)D示的方法繞制。這時(shí)，兩根導(dǎo)線(xiàn)中的電流在磁芯中產(chǎn)生的磁力線(xiàn)方向相反，并且強(qiáng)度相同，剛好抵消，所以磁芯中總的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0，因此磁芯不會(huì)飽和。而對(duì)于兩根導(dǎo)線(xiàn)上方向相同的共模干擾電流，則沒(méi)有抵消的效果，呈現(xiàn)較大的電感。由于這種電感只對(duì)共模干擾電流有抑制作用，而對(duì)由于這種電感只對(duì)共模干擾電流有抑

46、制作用，而對(duì)差模電流沒(méi)有影響，因此叫共模扼流圈。差模電流沒(méi)有影響，因此叫共模扼流圈。電感磁芯的選用鐵粉磁芯：不易飽和、導(dǎo)磁率低，作差模扼流圈的磁芯鐵粉磁芯：不易飽和、導(dǎo)磁率低，作差模扼流圈的磁芯鐵氧體：最常用鐵氧體：最常用錳鋅：錳鋅： r = 500 10000，R = 0.1100 m鎳鋅：鎳鋅： r = 10 100，R = 1k 1M m超微晶：超微晶： r 10000，做大電感量共模扼流圈的磁心，做大電感量共模扼流圈的磁心干擾抑制用鐵氧體Z = jL + R RZLR(f)1MHz 10MHz 100MHz 1000MHz鐵氧體磁環(huán)使用方面的一些問(wèn)題1 10 100 100012545

47、001250600300個(gè)30個(gè)0.1 1 10 100 1000匝1匝無(wú)偏置有偏置低通濾波器對(duì)脈沖信號(hào)的影響n(yōu) 對(duì)傳輸脈沖信號(hào)的電纜濾波時(shí)，要注意不能破壞脈沖信號(hào)的功能。 n 比較保守的方法是，使濾波器的截止頻率大于1/tr，或脈沖重復(fù)頻率的15倍。n 如果，僅在信號(hào)線(xiàn)上并聯(lián)電容，則：n Cmax = 0.3tr / RTn RT是電容兩側(cè)阻抗的并聯(lián)值。若電容的一測(cè)是傳輸線(xiàn)，則這一側(cè)的阻抗用傳輸線(xiàn)特性阻抗代替。n 如果信號(hào)線(xiàn)及其回流線(xiàn)（地線(xiàn)）上都與機(jī)殼之間并聯(lián)電容，則對(duì)差模信號(hào)的等效電容為C/2。信號(hào)濾波器的安裝位置板上濾波器板上濾波器無(wú)屏蔽的場(chǎng)合無(wú)屏蔽的場(chǎng)合濾波器靠近被濾波導(dǎo)線(xiàn)的靠近器件或

48、線(xiàn)路板一端。有屏蔽的場(chǎng)合：在屏蔽界面上有屏蔽的場(chǎng)合：在屏蔽界面上板上濾波器的注意事項(xiàng)濾波器要并排安裝濾波器要并排安裝線(xiàn)路板的干凈地與金屬機(jī)線(xiàn)路板的干凈地與金屬機(jī)箱或大金屬板緊密搭接箱或大金屬板緊密搭接為濾波設(shè)置干凈地為濾波設(shè)置干凈地在接口處設(shè)置檔板在接口處設(shè)置檔板濾波器靠近接口濾波器靠近接口 板上濾波器雖然高頻的濾波效果不盡如意，但是如果應(yīng)用得當(dāng)，可以滿(mǎn)足大部分民用產(chǎn)品電磁兼容的要求。在使用時(shí)要注意以下事項(xiàng)：1 1、干凈地：、干凈地：決定在使用板上安裝型濾波器后，在布線(xiàn)時(shí)要注意在電纜端口處留出一塊“干凈”地上，濾波器和連接器都安裝在干凈地上。通過(guò)前面的討論，我們已經(jīng)認(rèn)可信號(hào)地線(xiàn)上的干擾是十分嚴(yán)

49、重的事實(shí)，我們說(shuō)這種地線(xiàn)是很不干凈的。如果直接將電纜的濾波電容連接到這種地線(xiàn)上，不僅起不到較好的濾波作用，還可能造成地線(xiàn)上的干擾串到電纜線(xiàn)上，造成更嚴(yán)重的共模輻射問(wèn)題。因此為了取得較好的濾波效果，必須準(zhǔn)備一塊干凈地。干凈地與信號(hào)地只能在一點(diǎn)連接起來(lái)，這個(gè)流通點(diǎn)稱(chēng)為 “橋”，所有信號(hào)線(xiàn)都應(yīng)該從橋上通過(guò)，以減小信號(hào)環(huán)路面積。 2、濾波器要并排設(shè)置：、濾波器要并排設(shè)置：保證導(dǎo)線(xiàn)組內(nèi)所有導(dǎo)線(xiàn)的未濾波部分在一起，已濾波部分在一起。不然的話(huà)，一根導(dǎo)線(xiàn)的未濾波部分會(huì)將另一根導(dǎo)線(xiàn)的已濾波部分重新污染，使電纜整體的濾波失效。3、濾波器要盡量靠近電纜的端口：、濾波器要盡量靠近電纜的端口：使濾波器與面板之間的導(dǎo)線(xiàn)盡

50、量短，其道理前面已經(jīng)說(shuō)過(guò)。必要時(shí)，使用金屬遮擋板一下，其近場(chǎng)的隔離效果較好。4、濾波器與機(jī)箱的搭接：、濾波器與機(jī)箱的搭接：安裝濾波器的干凈地要與金屬機(jī)箱可靠地搭接起來(lái)，如果機(jī)箱不是金屬的，應(yīng)該在線(xiàn)路板下方設(shè)置一塊較大的金屬板，作為濾波地。干凈地與金屬機(jī)箱之間的搭接要保證很低的射頻阻抗。必要時(shí)，可以考慮使用電磁密封襯墊搭接，增加搭接面積，減小射頻阻抗。5、濾波器接地線(xiàn)要短：、濾波器接地線(xiàn)要短：其重要性前面已討論，濾波器的局部布線(xiàn)和設(shè)計(jì)線(xiàn)路板與機(jī)箱（金屬板）的連接結(jié)構(gòu)時(shí)要特別注意。 6、濾波線(xiàn)與未濾波線(xiàn)分組：、濾波線(xiàn)與未濾波線(xiàn)分組：在端口濾波的電纜和不濾波的電纜盡量遠(yuǎn)離，防止發(fā)生上述的耦合問(wèn)題。面

51、板上濾波的簡(jiǎn)易（臨時(shí)）方法容量適當(dāng)?shù)拇善娙莼颡?dú)石電容，引線(xiàn)盡量短容量適當(dāng)?shù)拇善娙莼颡?dú)石電容，引線(xiàn)盡量短電纜濾波的方法屏蔽盒屏蔽盒饋通濾波器饋通濾波器連接器連接器自制面板濾波器濾波電路可以按照需要設(shè)計(jì)，濾波電路可以按照需要設(shè)計(jì)，但是至少有一級(jí)饋通濾波器但是至少有一級(jí)饋通濾波器連接器按照需要選擇，也可以是引線(xiàn)連接器按照需要選擇，也可以是引線(xiàn)錫焊，保證完全隔離錫焊，保證完全隔離螺紋盲孔面板安裝濾波器注意事項(xiàng)濾波器與面板之濾波器與面板之間必須使用電磁間必須使用電磁密封襯墊！密封襯墊！使用形濾波器的注意事項(xiàng)濾波器接地阻抗濾波器接地阻抗預(yù)期干擾電流路徑預(yù)期干擾電流路徑實(shí)際干擾電流路徑實(shí)際干擾電流路徑電源線(xiàn)濾波器的基本電路共模扼流圈共模扼流圈差模電容差模電容共模電容共模電容共模濾波電容受到漏電流的限制共模濾波電容受到漏電流的限制電源線(xiàn)濾波器的特性損耗頻率頻率理想濾波器特性理想濾波器特性實(shí)際濾波器特性實(shí)際濾波器特性一般產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)上給出的數(shù)據(jù)是50條件下的測(cè)試結(jié)果。30MHz越來(lái)越受到關(guān)注越來(lái)越受到關(guān)注高頻濾波性能的重要性濾波器高頻性能差濾波器高頻性能好無(wú)濾波改善濾波器高頻特性的方法或精心繞制或多個(gè)電感串聯(lián)精心繞制或多個(gè)電感串聯(lián)n為什么要改善電源線(xiàn)濾波器的高頻特性：為什么要改善電源線(xiàn)濾波器的高頻特性：盡管各種電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于傳導(dǎo)發(fā)射的限制僅到30MHz（舊軍標(biāo)到50MHz，新軍標(biāo)到10M