第6章 電磁干擾抑制的濾波技術(shù)

1、第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)6.1 濾波器的特性與分類濾波器的特性與分類6.2 低通濾波器低通濾波器6.4 高通濾波器高通濾波器6.5 有源濾波器有源濾波器6.3 電容、電感的高頻特性電容、電感的高頻特性6.7 反射式和吸收式混合使用反射式和吸收式混合使用6.8 電源濾波器電源濾波器6.6 吸收型濾波器吸收型濾波器6.9 濾波器的選用與安裝濾波器的選用與安裝第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)u濾波器作用濾波器作用：抑制傳導(dǎo)干擾：抑制傳導(dǎo)干擾u工作原理工作原理 在一定的通頻帶在一定的通頻帶內(nèi)，濾波器的衰減很內(nèi)，濾波器的衰減很小，能量容易地

2、通過(guò)。小，能量容易地通過(guò)。在此通頻帶之外則衰在此通頻帶之外則衰減很大，抑制了能量減很大，抑制了能量的傳輸。的傳輸。 濾波器作用濾波器作用：抑制傳導(dǎo)干擾：抑制傳導(dǎo)干擾 信號(hào)濾波器信號(hào)濾波器 電源濾波器電源濾波器第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)滿足電源線干擾發(fā)射和抗擾度要求滿足電源線干擾發(fā)射和抗擾度要求第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)滿足抗擾度及設(shè)備輻射發(fā)射要求滿足抗擾度及設(shè)備輻射發(fā)射要求第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)( 1 ) 插入損耗插入損耗（IL）6.1 濾波器的特性與分類濾波器的特性與分類衡量濾波器性能的

3、主要指標(biāo)。定義：衡量濾波器性能的主要指標(biāo)。定義：1. 特性特性：1220lg(dB)UILU U1 未接入濾波器，信號(hào)源在負(fù)載上建立的電壓；未接入濾波器，信號(hào)源在負(fù)載上建立的電壓； U2 接入濾波器，信號(hào)源在負(fù)載上建立的電壓。接入濾波器，信號(hào)源在負(fù)載上建立的電壓。uIL與信號(hào)源頻率、源阻抗、負(fù)載阻抗等因素有關(guān)。與信號(hào)源頻率、源阻抗、負(fù)載阻抗等因素有關(guān)。 插入損耗，頻率特性，阻抗特性插入損耗，頻率特性，阻抗特性，額定電流；外形尺，額定電流；外形尺寸，工作環(huán)境，可靠性等。寸，工作環(huán)境，可靠性等。第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)( 2 ) 頻率特性頻率特性插入損耗隨頻率的

4、變化插入損耗隨頻率的變化頻率特性頻率特性通帶：信號(hào)無(wú)衰減通過(guò)濾波器的頻率范圍通帶：信號(hào)無(wú)衰減通過(guò)濾波器的頻率范圍阻帶：受到很大衰減的頻率范圍阻帶：受到很大衰減的頻率范圍按頻率劃分：低通、高通、帶通、帶阻四種類型。按頻率劃分：低通、高通、帶通、帶阻四種類型。頻率特性參數(shù)：中心頻率、截止頻率、最低使用頻率、最高頻率特性參數(shù)：中心頻率、截止頻率、最低使用頻率、最高 使用頻率等。使用頻率等。衰減衰減f低通低通衰減衰減f高通高通衰減衰減f帶通帶通衰減衰減帶阻帶阻f第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)2. 分類分類反射式反射式吸收式吸收式按原理：按原理：信號(hào)選擇濾波器信號(hào)選擇濾波器

5、EMI濾波器濾波器按用途：按用途：有源有源無(wú)源（無(wú)源（LC）按工作條件：按工作條件：( 3 ) 阻抗特性阻抗特性： 濾波器的輸入阻抗、輸出阻抗濾波器的輸入阻抗、輸出阻抗( 4 ) 額定電壓額定電壓： 輸入濾波器的最高允許電壓值輸入濾波器的最高允許電壓值( 5 ) 額定電流額定電流: 不降低濾波器插入損耗效能的最大使用電流不降低濾波器插入損耗效能的最大使用電流按頻率按頻率:低通、高通、帶通、帶阻低通、高通、帶通、帶阻第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)3. EMI濾波器的特點(diǎn)濾波器的特點(diǎn) 工作在阻抗失配的條件下；（干擾源的頻率阻抗特性變工作在阻抗失配的條件下；（干擾源的頻

6、率阻抗特性變化范圍很寬）化范圍很寬） 可能出現(xiàn)飽和效應(yīng)；（干擾源的電平變化幅度大）可能出現(xiàn)飽和效應(yīng)；（干擾源的電平變化幅度大） 高頻特性非常復(fù)雜；（干擾源的頻帶范圍很寬）高頻特性非常復(fù)雜；（干擾源的頻帶范圍很寬） 應(yīng)具有較高的可靠性；（干擾源工作頻率范圍寬，具應(yīng)具有較高的可靠性；（干擾源工作頻率范圍寬，具有較大的脈沖電流、電壓）有較大的脈沖電流、電壓）第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)6.2 低通濾波器低通濾波器 電磁干擾濾波器主要是低通濾波器，用在干擾信號(hào)頻率比上電磁干擾濾波器主要是低通濾波器，用在干擾信號(hào)頻率比上作信號(hào)頻率高的場(chǎng)合：作信號(hào)頻率高的場(chǎng)合： 數(shù)字脈沖電

7、路是一種主要的電磁干擾源，脈沖信號(hào)有豐富的數(shù)字脈沖電路是一種主要的電磁干擾源，脈沖信號(hào)有豐富的 高次諧波，是很強(qiáng)的干擾源。高次諧波，是很強(qiáng)的干擾源。 高頻電磁波更容易被接收，對(duì)設(shè)備造成電磁干擾的電磁場(chǎng)的高頻電磁波更容易被接收，對(duì)設(shè)備造成電磁干擾的電磁場(chǎng)的 頻率較高，在電路中產(chǎn)生的噪聲電壓、電流也是高頻的。頻率較高，在電路中產(chǎn)生的噪聲電壓、電流也是高頻的。 當(dāng)導(dǎo)線上有傳導(dǎo)電流時(shí)，電流的頻率越高，越容易產(chǎn)生輻射。當(dāng)導(dǎo)線上有傳導(dǎo)電流時(shí)，電流的頻率越高，越容易產(chǎn)生輻射。 導(dǎo)線或電纜之間由于存在雜散電容和互感，會(huì)產(chǎn)生相互的串導(dǎo)線或電纜之間由于存在雜散電容和互感，會(huì)產(chǎn)生相互的串 擾，頻率越高串?dāng)_越嚴(yán)重。擾

8、，頻率越高串?dāng)_越嚴(yán)重。第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)1. 常見(jiàn)形式常見(jiàn)形式并聯(lián)電容型；串聯(lián)電感型；并聯(lián)電容型；串聯(lián)電感型；型；反型；反型；型；T型型 ；型等型等RCURURRLUCRLRCURL等RCRL等URL等CRLURC第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)u無(wú)源濾波器的端口網(wǎng)絡(luò)特性無(wú)源濾波器的端口網(wǎng)絡(luò)特性11121221212222UA UA IIA UA I其中其中端口網(wǎng)絡(luò)：端口網(wǎng)絡(luò)：211120IUAU212120IIAUZL濾波濾波網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)UgZgU1I1I2U22. 插入損耗插入損耗211220UUAI 212220UIAI

9、終端開(kāi)路電壓終端開(kāi)路電壓反射系數(shù)反射系數(shù)11121221211112122222221LinLUA UA IAA ZZIA UA IAA Z12222221121gingAA ZUZIAA Z輸入阻抗：輸入阻抗：終端短路終端短路耦合阻抗耦合阻抗終端開(kāi)路終端開(kāi)路耦合導(dǎo)納耦合導(dǎo)納終端短路電終端短路電流反射系數(shù)流反射系數(shù)第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)1112122112122/LUA UA IA UA UZZL濾波濾波網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)UgZgU1I1I2U21112212220220lg20lgLgLggLA ZAA Z ZA ZUILUZZ111121inLgLginZZUA

10、 ZAZZ無(wú)濾波器網(wǎng)絡(luò)時(shí)無(wú)濾波器網(wǎng)絡(luò)時(shí)20LggLZUUZZ故插入損耗故插入損耗u無(wú)源濾波器的插入損耗無(wú)源濾波器的插入損耗111ingginZUUZZ211112LLZUUA ZA第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)21112212220lg2A RAA RA RILR C型：型：1in2in1RZZj CRRUgRU1I1I2U2C121112221inAA RZAA R210lg 1(2)ILCR()gLZZR2111021IUAU211210221/()IUIj CAj CUU2112020UUAI 2122021UIAI 第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑

11、制電磁干擾的濾波技術(shù) L型：型：1in2inZZj LRRUgRU1I1I2U2L等210lg 1(2 )ILLR21112212220lg2A RAA RA RILR121112221inAA RZAA R2111021IUAU2121020IIAU211202UUAj LI 2122021UIAI 第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù) 型：型：11121,AAj L22122,1Aj CALC 2120lg1(1)2ILj L Rj CRLC222110lg(2)(/) 4LCCRL RCRUgRU1I1I2U2L等121inj LRZLCj CR22(1)1inj

12、 LLC RZj CR21112212220lg2A RAA RA RILR121112221inAA RZAA R第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù) 反反型：型：2111111/()CLLCCLCCZZUZALCZ UZZZZ 12,AjL1211/()1/()LCCLCCUZZAj CZ UZZZ221AIL 同同型。型。RUgRU1I1I2U2CL等221inj LRZLCj CR21(1)1inj LLC RZj CR21112212220lg2A RAA RA RILR121112221inAA RZAA R第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾

13、的濾波技術(shù)插入損耗：插入損耗：210lg1(2) ILCR型：型：L型：型：T型：型：C型：型：222110lg(2)(/) 4ILLCCRL R210lg 1(2 )ILLR3222210lg(1)() 22LL CCRILLCRR型：型：3222210lg(1)() 22LLC RILLCCRR第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)3. 低通濾波器的設(shè)計(jì)低通濾波器的設(shè)計(jì)210lg(1)k3dB截止點(diǎn)：截止點(diǎn)：1k 1c1,RRUgRCR =1C =2F3dB截止點(diǎn)截止點(diǎn)通帶通帶阻帶阻帶010203040IL(dB)0.1 1 10 100(rad/s)( 1 ) 低通

14、原型濾波器低通原型濾波器210lg1(2) ILCR2kCR其中其中截止角頻率截止角頻率 ：對(duì)應(yīng)于：對(duì)應(yīng)于3dB截截 止點(diǎn)的角頻率止點(diǎn)的角頻率c原型濾波器：原型濾波器：2FC 第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)2HLRUgRL等R =1L =2HL型原型濾波器型原型濾波器210lg 1(2 )ILLR1c1R 1k (2 )kLR型：型：222110lg(2)(/) 4ILLCCRL R2222110lg 1()4() 4LCLCCRL R1c1R 1k 221()4() 14LCLCCL2LC第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù) 帶寬換算帶寬

15、換算aC換算后換算后bC換算前換算前（2）由原型濾波器設(shè)計(jì)實(shí)際濾波器由原型濾波器設(shè)計(jì)實(shí)際濾波器 帶寬換算帶寬換算阻抗換算阻抗換算寬帶與阻抗綜合換算寬帶與阻抗綜合換算12baccC ffkfCff1Ug1CaUg等11La12cccfC 型：型：cffbL換算前換算前L型：型：aL換算后換算后210lg1(2) aILC(2)abcCCf令令(2)abcLLf第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù) 阻抗換算阻抗換算令令 /abCCZabRZRabLZL210 lg(1)ILkL型：型：2aabbkf R CfR Cf/2aabbkfLRfR Cf(1)RRZ(1)bR Ra

16、UgCaRaUg等LaRaRaC型：型：第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù) 寬帶與阻抗綜合換算寬帶與阻抗綜合換算/(2)aabcCCZCf ZabRZR/(2)aabcLZLZLf210lg(1)ILk2baabccC ffkf R CRff/2baacbcLffkf LRfRfRaUgCaRaUg等LaRaRa/(2),abcLLf /(2),abcCCf L型：型：C型：型：第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)例例：設(shè)計(jì)阻抗為：設(shè)計(jì)阻抗為50，截止頻率，截止頻率f c =1MHz 的低通濾波器。的低通濾波器。9616.4106400pF25

17、010bcCCZf665015016 10 H16 H210bccZLLffL型：型：C型：型：50UgC=6400pF50Ug等L=16H5050第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)4. 多級(jí)濾波器多級(jí)濾波器u過(guò)渡帶與濾波器階數(shù)（過(guò)渡帶與濾波器階數(shù)（L、C器件數(shù)）的關(guān)系：器件數(shù)）的關(guān)系： 對(duì)于對(duì)于n階濾波器，過(guò)渡帶的斜率按階濾波器，過(guò)渡帶的斜率按20ndB/10倍頻倍頻或或6ndB/倍倍頻頻增加增加 。 增加濾波器的階數(shù)僅增加了增加濾波器的階數(shù)僅增加了過(guò)渡帶的斜率，而不改變?yōu)V波器過(guò)渡帶的斜率，而不改變?yōu)V波器的截止頻率。的截止頻率。cf210cf10cf310cf410

18、cf204060801 1階階2 2階階3 3階階4 4階階fIL第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)2 ,1LCR222(22)(2 2 )10lg4IL二階原型濾波器：二階原型濾波器：410lg(1)UC1L1CU1L1第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)1,2,1CLR2232610lg (1 2)()10lg(1)IL三階原型濾波器：三階原型濾波器：型型:T型：型：1,2,1LCR2232610lg (1 2)()10lg(1)IL2F11H等U11H等1F12HU11F第第6

19、6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)例例：設(shè)天線的工作頻率為：設(shè)天線的工作頻率為230MHz，輸入阻抗為，輸入阻抗為72，干擾頻率，干擾頻率 為為6672MHz，要求帶外衰減，要求帶外衰減30dB，設(shè)計(jì)低通濾波器。，設(shè)計(jì)低通濾波器。解解：最低截止頻率：最低截止頻率30MHz，取，取32MHz。最低干擾頻率。最低干擾頻率fi 66MHz, 則則2.06icff 要求：要求：6ndB/倍頻倍頻 30dB，則，則n5，取，取n5 。153240.618F ,2.00F ,1.618HbbbbbCCCLL換算：換算：72gLRR151(2)43pFbcCCCf Z242(2)0.58H

20、bcLLL Zf33(2)138pFbcCCf Z 5級(jí)原型濾波器的參數(shù)為級(jí)原型濾波器的參數(shù)為 第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)6.3 電容、電感的高頻特性電容、電感的高頻特性2222()1()LCZRXXRLC諧振點(diǎn)：諧振點(diǎn)：1LC1. 電容的頻率特性電容的頻率特性引線長(zhǎng)引線長(zhǎng)1.6mm的陶瓷電容器的陶瓷電容器C低頻模型低頻模型RCL高頻模型高頻模型電容量電容量諧振頻率諧振頻率 (MHz) 1 F1.7 0.01 F12.6 3300 pF19.3 1100 pF33 330 pF60u阻抗頻率特性阻抗頻率特性理想電容理想電容1/ LCZ阻抗頻率特性曲線阻抗頻率特

21、性曲線實(shí)際電容實(shí)際電容第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)u巧用諧振點(diǎn)巧用諧振點(diǎn)：通過(guò)調(diào)整電容量和引線長(zhǎng)度，使諧振點(diǎn)恰好落：通過(guò)調(diào)整電容量和引線長(zhǎng)度，使諧振點(diǎn)恰好落 在干擾頻率上（附近），提高濾波效果。在干擾頻率上（附近），提高濾波效果。u對(duì)濾波特性的影響對(duì)濾波特性的影響 u提高諧振頻率的方法提高諧振頻率的方法：盡量縮短引線長(zhǎng)度；：盡量縮短引線長(zhǎng)度；1/LC 當(dāng)角頻率當(dāng)角頻率 時(shí)，會(huì)發(fā)生串聯(lián)諧振，這時(shí)電容的阻抗時(shí)，會(huì)發(fā)生串聯(lián)諧振，這時(shí)電容的阻抗最小，濾

22、波效果最好，超過(guò)諧振點(diǎn)后，電容器的阻抗呈現(xiàn)電感阻最小，濾波效果最好，超過(guò)諧振點(diǎn)后，電容器的阻抗呈現(xiàn)電感阻抗特性抗特性 隨頻率的升高而增加，濾波效果開(kāi)始變差。隨頻率的升高而增加，濾波效果開(kāi)始變差。 選用電感較小的種類。選用電感較小的種類。u一個(gè)常見(jiàn)的錯(cuò)誤一個(gè)常見(jiàn)的錯(cuò)誤：加大電容量來(lái)提高干擾抑制效果。：加大電容量來(lái)提高干擾抑制效果。第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)u克服電容非理想性的方法克服電容非理想性的方法帶寬干擾信號(hào)，帶寬干擾信號(hào)， 以上。以上。 : kHz GHzf 大小電容并聯(lián)大小電容并聯(lián)：大電容諧振點(diǎn)低，小電容諧振點(diǎn)高。大電容抑：大電容諧振點(diǎn)低，小電容諧振點(diǎn)高

23、。大電容抑 制低頻干擾，小電容抑制高頻干擾。制低頻干擾，小電容抑制高頻干擾。RUgR大電容大電容Z小電容小電容電容電容并聯(lián)并聯(lián)LC并聯(lián)并聯(lián)電感電感并聯(lián)并聯(lián)問(wèn)題問(wèn)題：大小電容的諧振頻率點(diǎn)間，大電容呈電感性，小電容呈電：大小電容的諧振頻率點(diǎn)間，大電容呈電感性，小電容呈電 容性。構(gòu)成容性。構(gòu)成LC并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，在某個(gè)頻率點(diǎn)上出現(xiàn)并聯(lián)諧振。并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，在某個(gè)頻率點(diǎn)上出現(xiàn)并聯(lián)諧振。并聯(lián)電容并聯(lián)電容第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)不同值電容的諧振不同值電容的諧振第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù) 三端電容三端電容三端電容：構(gòu)成三端電容：構(gòu)成 一個(gè)一個(gè)T形濾波

24、器。形濾波器。問(wèn)題問(wèn)題：引線間電容耦合，另一引線的電感（：引線間電容耦合，另一引線的電感（300MHz 以下）以下）RUgR三端三端電容電容Z普通電容普通電容第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù) 穿心電容穿心電容（饋通電容）（饋通電容）結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)穿心電容特點(diǎn)穿心電容特點(diǎn)：接地電感??；：接地電感?。?輸入輸出無(wú)耦合。輸入輸出無(wú)耦合。以穿心電容為基礎(chǔ)的饋以穿心電容為基礎(chǔ)的饋通濾波器廣泛應(yīng)用于通濾波器廣泛應(yīng)用于RF濾波濾波第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技

25、術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)穿心電容的插入損耗穿心電容的插入損耗第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)2222() /(1)RLLC諧振點(diǎn)：諧振點(diǎn)：1LC2. 電感的頻率特性電感的頻率特性繞在鐵粉芯上的電感繞在鐵粉芯上的電感電感量電感量(H )諧振頻率諧振頻率 (MHz)3.4458.828685.71252.65001.2u阻抗頻率特性阻抗頻率特性低頻模型低頻模型LRCL高頻模型高頻模型222()()LCLCX XZRXX理想電感理想電感1/ LCZ阻抗頻率特性曲線阻抗頻率特性曲線實(shí)際電感實(shí)際電感第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)電感寄生電容的來(lái)源

26、電感寄生電容的來(lái)源磁芯為導(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。第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)關(guān)鍵減小寄生電容關(guān)鍵減小寄生電容單層繞制單層繞制多層繞制方法：邊繞邊重疊多層繞制方法：邊繞邊重疊分段繞制分段繞制多電感串聯(lián)多電感串聯(lián)u克服電感線圈非理想性的方法克服電感線圈非理想性的方法第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)改善濾波器的高頻特性改善濾波器的高頻特性第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)6.4 高通濾波器高通濾波器(1) 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 將

27、低通濾波器網(wǎng)絡(luò)中所有電容器與電感器互換將低通濾波器網(wǎng)絡(luò)中所有電容器與電感器互換RUgCRUg等LRRUgCRR低通低通高通高通RUgLR210lg(1)ILk2hRkL12hkC R設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)方法：對(duì)偶變換：對(duì)偶變換用于抑制信號(hào)通路上的交流電流分量或抑制某個(gè)特定的低用于抑制信號(hào)通路上的交流電流分量或抑制某個(gè)特定的低頻外來(lái)信號(hào)。頻外來(lái)信號(hào)。第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)( 3 ) 將高通原型濾波器電路中各將高通原型濾波器電路中各L、C 和和 R 值按低通濾波器相同值按低通濾波器相同 的方式進(jìn)行參數(shù)變換的方式進(jìn)行參數(shù)變換:( 2 ) 將低通原型濾波器電路中各將低通原

28、型濾波器電路中各 L 值和值和 C 值取其倒數(shù)作為高通值取其倒數(shù)作為高通 原型濾波器對(duì)應(yīng)的原型濾波器對(duì)應(yīng)的C 值和值和 L 值值11F2lhlLCL11H2lhlCLCUg11LhUgCh11210lg(1) ,1 (2)ILkkf2bacCCf ZabRZR2bacZLLf第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)例例：設(shè)計(jì)一個(gè)高通濾波器，指標(biāo)要求：設(shè)計(jì)一個(gè)高通濾波器，指標(biāo)要求：解解：1MHz,600 ,250kHz,70dBcgLfZZfIL4,ciff 即即12.3ndB /倍頻倍頻 70dB，則，則n6 低通原型：低通原型：1634520.518,1.932,1.41

29、4llllllCLCLCL高通原型元件值：高通原型元件值：224466110.707 F,1.414110.518F ,1.932111.932 F0.518hlhlhlCLCLCL 113355111.932H,0.518110.518H ,1.932110.707H.1.414hlhlhlLCLCLC 第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)換算出高通的最終元件值：換算出高通的最終元件值：666(2)1.932 (210600)512pFhhcCCf Z644(2)0.518 (210600)137pFhhcCCf Z6225(2)0.707 (210600)188pF

30、hhcCCf Z655(2)600 0.707 (210 )67.5 HhhcLZ Lf633(2)600 0.518 (210 )49.4 HhhcLZ Lf611(2)600 1.932 (210 )184 HhhcLZ Lf第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)Ug600600Lh1Ch2Lh3Ch4Lh5Ch6Ug600600Ch2Lh3Ch4Lh5Ch6Lh1高通濾波電路高通濾波電路第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)帶通濾波器帶通濾波器UgR RLp1Cs1Cp1Lp2Cs2Cp2Ls1Ls2UgR RLp1Cp1Cp2Lp2Cs1Ls

31、1Cs2Ls2帶阻濾波器帶阻濾波器第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)6.5 有源濾波器有源濾波器u方法方法：采用電路技術(shù)模擬電感和電容特性。：采用電路技術(shù)模擬電感和電容特性。u特點(diǎn)特點(diǎn)：功率大，體積小，重量輕：功率大，體積小，重量輕 三種類型三種類型：有源電感濾波器：用有源器件模擬電感元件的頻率特性，有源電感濾波器：用有源器件模擬電感元件的頻率特性， 對(duì)干擾信號(hào)形成高阻抗電路。對(duì)干擾信號(hào)形成高阻抗電路。L電壓放大器電壓放大器第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù) 有源電容濾波器：用有源器件模擬電容元件的頻率特性，有源電容濾波器：用有源器件模擬電容

32、元件的頻率特性， 對(duì)干擾信號(hào)形成低阻抗電路。對(duì)干擾信號(hào)形成低阻抗電路。C第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù) 對(duì)消濾波器：產(chǎn)生干擾電流振幅相等、相位相反的反饋電對(duì)消濾波器：產(chǎn)生干擾電流振幅相等、相位相反的反饋電 流，抵制干擾。流，抵制干擾。用于抑制電源線路干擾的對(duì)消濾波器用于抑制電源線路干擾的對(duì)消濾波器第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)6.6 吸收型濾波器吸收型濾波器吸收型濾波器吸收型濾波器：由有耗元件構(gòu)成，將信號(hào)中不需要的頻率分量的：由有耗元件構(gòu)成，將信號(hào)中不需要的頻率分量的 能量消耗在濾波器中。能量消耗在濾波器中。1. 鐵氧體的阻抗特性鐵氧

33、體的阻抗特性 低頻低頻：呈現(xiàn)電感性阻抗。磁導(dǎo)率高，損耗小。呈現(xiàn)電感性阻抗。磁導(dǎo)率高，損耗小。 高頻高頻：阻抗呈現(xiàn)電阻性。隨頻率增加，磁導(dǎo)率下降，電感減阻抗呈現(xiàn)電阻性。隨頻率增加，磁導(dǎo)率下降，電感減 小，但損耗增加。高頻信號(hào)通過(guò)鐵氧體時(shí)，電磁能量小，但損耗增加。高頻信號(hào)通過(guò)鐵氧體時(shí)，電磁能量 以熱的形式耗散。以熱的形式耗散。第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)鐵氧體的阻抗特性鐵氧體的阻抗特性第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù) 電流對(duì)鐵氧體的影響電流對(duì)鐵氧體的影響 低頻時(shí)，影響較大；低頻時(shí)，影響較大； 高頻時(shí)影響不大。高頻時(shí)影響不大。 當(dāng)穿過(guò)鐵氧體

34、中的導(dǎo)線中流過(guò)電流時(shí)，令在鐵氧體磁心當(dāng)穿過(guò)鐵氧體中的導(dǎo)線中流過(guò)電流時(shí)，令在鐵氧體磁心中產(chǎn)生磁場(chǎng)。當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)一定量值時(shí)，磁感發(fā)生飽和，中產(chǎn)生磁場(chǎng)。當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)一定量值時(shí)，磁感發(fā)生飽和，磁導(dǎo)率急劇下降，電感量減小。磁導(dǎo)率急劇下降，電感量減小。第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)電纜濾波器電纜濾波器 特點(diǎn)特點(diǎn)：體積小，：體積小， 具有理想的高頻衰減特性。具有理想的高頻衰減特性。芯線芯線鐵氧體鐵氧體絕緣層絕緣層絕緣外套絕緣外套屏蔽層屏蔽層將鐵氧體材料填充在電纜中制成電纜濾波器。將鐵氧體材料填充在電纜中制成電纜濾波器。第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波

35、技術(shù)濾波連接器濾波連接器 將鐵氧體直接組裝到電纜連接器內(nèi)。將鐵氧體直接組裝到電纜連接器內(nèi)。外套第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)鐵氧體磁環(huán)鐵氧體磁環(huán)第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)6.7 反射式和吸收式混合使用反射式和吸收式混合使用 將反射式濾波器與吸收式濾波器串接起來(lái)，既有陡峭的頻率將反射式濾波器與吸收式濾波器串接起來(lái)，既有陡峭的頻率特性，又有很高的阻帶衰減，可以更好地抑制高頻干擾。特性，又有很高的阻帶衰減，可以更好地抑制高頻干擾。 測(cè)量極限測(cè)量極限fIL030-60低通濾波器的損耗特性低通濾波器的損耗特性 測(cè)量極限測(cè)量極限fIL030-

36、60接入吸收線后的低通濾接入吸收線后的低通濾波器的損耗特性波器的損耗特性第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)6.8 電源濾波器電源濾波器 作用作用：限制進(jìn)入設(shè)備的傳導(dǎo)干擾電平，又限制設(shè)備向電網(wǎng)發(fā)射：限制進(jìn)入設(shè)備的傳導(dǎo)干擾電平，又限制設(shè)備向電網(wǎng)發(fā)射 傳導(dǎo)干擾。傳導(dǎo)干擾。 電源線中的干擾電源線中的干擾：共模干擾和差模干擾：共模干擾和差模干擾差模干擾差模干擾電子電子設(shè)備設(shè)備相線相線地線地線中線中線共模干擾共模干擾第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)電子電子設(shè)備設(shè)備相線相線地線地線中線中線共模干擾濾波共模干擾濾波電子電子設(shè)備設(shè)備相線相線地線地線中線中線差模干擾濾波差模干擾濾波第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)10000pFyC 0.11FxC 以下以下1mH 100mHL第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技術(shù)第第6 6章章 抑制電磁干擾的濾波技術(shù)抑制電磁干擾的濾波技