《電子產(chǎn)品電磁兼容和安規(guī)設(shè)計》第章課件2

《電子產(chǎn)品電磁兼容和安規(guī)設(shè)計》《電子產(chǎn)品電磁兼容和安規(guī)設(shè)計》《電子產(chǎn)品電磁兼容和安規(guī)設(shè)計》第4章濾波技術(shù)

電磁兼容濾波器設(shè)計是電磁兼容設(shè)計工程中的一個非常重要的環(huán)節(jié)。有時候設(shè)計的濾波器性能如何會決定整個電器設(shè)備是否能夠正常工作。但因為電磁兼容濾波器的設(shè)計涉及的知識面非常廣，設(shè)計出一個性能較好的濾波器并不是一件容易的事情。

干擾的分類按噪聲產(chǎn)生的原因分類放電噪聲

主要是因為雷電、靜電、電動機(jī)的電刷跳動、大功率開關(guān)觸點斷開等放電產(chǎn)生的噪聲。高頻振蕩噪聲

主要是中頻電弧爐、感應(yīng)電爐、開關(guān)電源、直流—交流變換器等產(chǎn)生高頻振蕩時形成的噪聲。浪涌噪聲

主要是交流系統(tǒng)中電動機(jī)啟動電流、電爐合閘電流、開關(guān)調(diào)節(jié)器的導(dǎo)通電流以及晶閘管變流器等設(shè)備產(chǎn)生涌流引起的噪聲。

這些干擾對微機(jī)測控系統(tǒng)都有嚴(yán)重影響，必須認(rèn)真對待，而其中尤以各類開關(guān)通、斷電時所產(chǎn)生的干擾最難以抑制或消除。按噪聲傳導(dǎo)模式分類

對于傳導(dǎo)噪聲，按其傳導(dǎo)模式分為差模噪聲和共模噪聲。

差模噪聲

又稱線間感應(yīng)噪聲或?qū)ΨQ噪聲。有些書中也稱其為串模噪聲或常模噪聲、橫向噪聲等。如下圖所示，噪聲往返于兩條線路間，N為噪聲源，R為受擾設(shè)備，UN為噪聲電壓，噪聲電流IN和信號電流IS的路徑在往返兩條線上是一致的。

差模干擾電流是由外界電磁場在信號線和信號地線構(gòu)成的回路中感應(yīng)出的。由于電纜中的信號線與其地線靠得很近，因此形成的環(huán)路面積很小，所以外界電磁場感應(yīng)的差模電流一般不會很大。

在電源線中，差模干擾電流往往是由電網(wǎng)上其他電器的電源發(fā)射出的(特別是開關(guān)電源)和感性負(fù)

載通斷時產(chǎn)生的(其幅度往往很大)。差模干擾電流都會直接影響設(shè)備的工作，并且，這種噪聲難以除掉。共模噪聲

又叫地感應(yīng)噪聲、縱向噪聲或不對稱噪聲。如下圖所示，噪聲侵入線路和地線間。噪聲電流在兩條線上各流過一部分，以地為公共回路，而信號電流只在往返兩條線路中流過。形成這種干擾電流的原因有3個，一個是外界電磁場在電纜中的所有導(dǎo)線上感應(yīng)出來電壓(這個電壓相對于大地是等幅同相的)，這個電壓產(chǎn)生電流；另一個原因是由于電纜兩端的設(shè)備所接的地電位不同所致，

在這個地電壓的驅(qū)動下產(chǎn)生電流；第三個原因是設(shè)備上的電纜與大地之間有電位差，這樣電纜上會有共模電流。從定義容易理解：共模電流本身并不會對電路產(chǎn)生影響，只有當(dāng)共模電流轉(zhuǎn)變?yōu)椴钅ｋ娏?電壓)時，才會對電路產(chǎn)生影響，這種情況發(fā)生在電路不平衡的情況下。另外，如果設(shè)備在其電纜上產(chǎn)生共模電流，則電纜會產(chǎn)生強(qiáng)烈的電磁輻射，造成設(shè)備不能滿足電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)中對輻射發(fā)射的限制要求，或?qū)ζ渌O(shè)備造成干擾。

共模噪聲轉(zhuǎn)化成差模噪聲從本質(zhì)上講，共模噪聲是可以除掉的。但是由于線路的不平衡狀態(tài)，共模噪聲會轉(zhuǎn)化成差模噪聲。可用下圖來說明共模噪聲轉(zhuǎn)化成差模噪聲的原理。

在上圖中，N為噪聲源，L為負(fù)載，Z1和Z2是導(dǎo)線1和導(dǎo)線2的對地阻抗。如果Z1=Z2，則噪聲電壓

VN1和噪聲電壓VN2相等，從而噪聲電流IN1和IN2相等，即噪聲電流不流過負(fù)載。然而當(dāng)Z1≠Z2時，則VN1≠VN2，從而IN1≠IN2，于是VN1-VN2=VN，VN/ZL＝IN(ZL為負(fù)載阻抗)，這是常模噪聲。

因此，當(dāng)發(fā)現(xiàn)常模噪聲時，首先考慮它是否由于線路不平衡狀態(tài)而從共模噪聲轉(zhuǎn)化來的。通常，輸入輸出線與大地或機(jī)殼之間發(fā)生的噪聲都是共模噪聲，信號線受到靜電感應(yīng)時產(chǎn)生的噪聲也多為共模噪聲。抑制共模噪聲的方法很多，如屏蔽、接地和隔離等。抗干擾技術(shù)在很多方面都是圍繞共模噪聲來研究其有效的抑制措施。按噪聲波形及性質(zhì)分類持續(xù)正弦波

持續(xù)正弦波多以頻率、幅值等特征值表示，是一種典型的周期噪聲。最常見的該類噪聲就是50Hz的工頻噪聲。這種噪聲出現(xiàn)在直流電源上表現(xiàn)為紋波，出現(xiàn)在聲音信號中，表現(xiàn)為惹人煩的交流聲，出現(xiàn)在視頻影像信號中，為橫條干擾。偶發(fā)脈沖電壓波形

這種噪聲多以最高幅值、前沿上升陡度、脈沖寬度以及能量等特征值表示。例如雷擊波、接點分?jǐn)嚯妷贺?fù)載和靜電放電等波形。該類噪聲周期性不明顯，在通信信號中，容易引起突發(fā)誤碼。脈沖列

脈沖列多以最高幅值、前沿上升陡度、單個脈沖寬度、脈沖序列持續(xù)時間等特征值表示，如接點分?jǐn)嚯姼胸?fù)載和接電反復(fù)重燃過電壓等。該類噪聲呈現(xiàn)一定的周期性，能量較大，一般較難消除。噪聲中的主要能量是由干擾引起的。消除有用信號中的噪聲，從根本上來說，就是要消除或降低干擾對電路的影響。我們可以針對不同的噪聲類型，設(shè)計或選用不同的防干擾濾波器。4.1電磁干擾濾波器4.1.1電磁干擾濾波器的工作原理電磁干擾濾波器的工作原理與普通濾波器一樣，它能允許有用信號的頻率分量通過，同時又阻止其他干擾頻率分量通過。其方式有兩種：一種是不讓無用信號通過，并把它們反射回信號源；另一種是把無用信號在濾波器里消耗掉。

4.1.2電磁干擾濾波器的特殊性由于電磁干擾濾波器的作用是抑制干擾信號的通過，所以它與常規(guī)濾波器有很大的不同。(1) 電磁干擾濾波器應(yīng)該有足夠的機(jī)械強(qiáng)度、安裝方便、工作可靠、重量輕、尺寸小及結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點。(2) 電磁干擾濾波器對電磁干擾抑制的同時，能在大電流和電壓下長期工作，對有用信號消耗要小，以保證最大傳輸效率。(3) 由于電磁干擾的頻率是20Hz到幾十GHz，故難以用集總參數(shù)等效電路來模擬濾波電路。(4) 要求電磁干擾濾波器在工作頻率范圍內(nèi)有比較高的衰減性能。(5) 干擾源的電平變化幅度大，有可能使電磁干擾濾波器出現(xiàn)飽和效應(yīng)。(6) 電源系統(tǒng)的阻抗值與干擾源的阻抗值變化范圍大，很難得到使用穩(wěn)定的恒定值，所以電磁干擾濾波器很難工作在阻抗匹配的條件下。4.1.3濾波器的主要特性

濾波器最主要的特性參數(shù)有額定電壓、額定電流、頻率特性、輸入輸出阻抗、插入損耗以及傳輸頻率特性等。額定電壓指輸入濾波器的最高允許電壓值。若輸入濾波器的電壓過高，會使內(nèi)部電容損壞。額定電流指在額定電壓和規(guī)定環(huán)境溫度條件下，濾波器所允許的最大連續(xù)工作電流。一般使用溫度越高其允許的工作電流越小。同時，工作電流還與頻率有關(guān)：工作頻率越高，其允許電流越小。

頻率特性

濾波器的頻率特性是描述其抑制干擾能力的參數(shù)，通常用中心頻率、截止頻率以及上升和下降斜率表示。輸入輸出阻抗

從信號源到濾波器輸入的阻抗稱為輸入阻抗，濾波器輸出到接收電路的阻抗稱為輸出阻抗。選擇濾波器需要考慮阻抗匹配，以防止信號衰減。插入損耗

描述濾波器性能的最主要參量是插入損耗，插入損耗的大小隨工作頻率不同而改變。插入損耗的定義是:式中：V1---信號源通過濾波器在負(fù)載阻抗上建立的電壓(V)；V2---不接濾波器時信號源在同一負(fù)載阻抗上建立的電壓(V)；Lin---插入損耗(dB)。傳輸頻率特性

濾波器最重要的是其傳輸頻率特性，可用對數(shù)幅頻特性20lgA來表示。在抗干擾技術(shù)中又稱為衰減系數(shù)，即:衰減系數(shù)=(單位dB)式中：——濾波器的輸出信號，——濾波器的輸入信號，——信號的角頻率。4.2濾波器的分類按濾波器的作用對象分類

根據(jù)濾波器的作用對象可以分為電源濾波器和信號濾波器，按照對襪不需要決的信號重能量的稠抑制方特式分類按照對不民需要的信釣號能量的葬抑制方式離分類又可違分為反射顧式濾波器宅和吸收式塵濾波器。4.2搖.1園反射吉式濾波盾器帶阻濾堵波器帶阻濾梳波器是像指用于修對特定測窄頻帶耕(在此寸頻帶內(nèi)寒可能產(chǎn)嚇生電磁途干擾)忍內(nèi)的能礙量進(jìn)行呀衰減的飯一種濾掉波器。藏其頻率故特性如久下圖所鎖示，其嘆中ωC1和ωC2為截止頻聲率。帶阻濾波因器是用作盯串聯(lián)在負(fù)升載和干擾序源之間的壇抑制器件燃。帶通濾星波器帶通濾波加器正好和竟帶阻濾波留器相反，貴它是指作行用于對特矮定窄頻帶押外的能量灘進(jìn)行衰減鈴的一種濾摘波器。帶寒通濾波器品是并接于技干擾線和異地之間，較以消除電卷磁干擾信魂號，達(dá)到鹿兼容的目外的。其頻死率特性如奔下圖所示形，其中ωC1和ωC2為截止頻鉆率。它用在信狀號頻率僅阻占較窄帶險寬的場合斃，如通信菜接收機(jī)的繡天線端口凳上要安裝蛛帶通濾波樸器，僅允饑許通信信挽號通過。高通濾根波器在降低僵電磁干濃擾上，犧高通濾銷波器雖頌不如低壩通濾波雞器應(yīng)用植廣泛，盟但也有穗用途。岔特別是紡這種濾曲波器一妥直被用躍于從信與號通道禾上濾除箱交流電央流頻率章或抑制嶼特定的損低頻外白界信號艘。設(shè)計高畜通濾波厲器時，然均采用殖倒轉(zhuǎn)方艱法，凡荷滿足倒飾轉(zhuǎn)原則初的低通突濾波器碑可以很絲式方便地題變成所料需要的噴高通濾基波器。鴿倒轉(zhuǎn)原筋則就是壓將低通醫(yī)濾波器塞的每一聚個線圈密換成一歪個電容之器，而公每一個勁電容器聚換成一藍(lán)個線圈妄，就可液變成高夫通濾波尸器。高通濾乳波器用勒在干擾農(nóng)頻率比上信號頻貢率低的僻場合，褲如在一它些靠近犁電源線幅的敏感粘信號線屠上濾除棒電源諧鏈波造成恒的干擾次。它的勁頻率特枝性如下池圖所示譽(yù)，其中ωC為截止旦頻率。低通濾蜻波器它是最銳常用的寧一種電戶磁兼容嬸濾波器饒，主要瞎用在干腔擾信號帽頻率比步工作信悲號頻率旬高的場軟合。電源線濾云波器也是訴低通濾波仔器，它僅戚允許50珠Hz的電仁流通過，便對其他高迅頻干擾信擁號有很大爐的衰減。豈低通濾波哲器的頻率擇特性如下由圖所示，戚其中ωC為截止浙頻率。1.廢低通濾拾波器常用的算低通濾吹波器是西用電感肥和電容讓組合而容成的，會電容并新聯(lián)在濾杏波器的您信號線脾與信號拉地線之貴間(濾映除差模仍干擾電俗流)或勤信號線航與機(jī)殼泊地或大捧地之間疼(濾除哥共模干允擾電流浸)，電廳感串聯(lián)乘在要濾各波的信腸號線上蠅。按照電路粥結(jié)構(gòu)分，震有單電容耍型(C型猾)、單電食感型(L遵型)、Γ尖型和反Γ沃型、T型箱和Π型。潛不同結(jié)構(gòu)志的濾波電耍路主要有茂兩點不同趕：(1)坡電路中的攀濾波器件迫越多，則愿濾波器阻推帶的衰減筋越大，濾旅波器通帶機(jī)與阻帶之?dāng)R間的過渡弄帶越短。(2)扣不同速結(jié)構(gòu)的攀濾波電仰路適合出于不同顏的源阻迫抗和負(fù)射載阻抗戰(zhàn)。電容濾波級器電容C汗的電抗拒與頻率獎有關(guān)。裕若設(shè)輸青入量為秒電流Ic(S)，輸出集為電壓冶如下圖所害示，則傳掉遞函數(shù)為檢：頻率特壓性為：對數(shù)幅教頻特性畏為：顯然，隨蹤蝶著頻率軋=濾波器的盾輸出電壓茂衰減逐漸雖增加，起浮到了低通崗濾波效果州。其輸入煩輸出特性牙如下圖(沈d)所示肅。濾波器棄的電容烘要有耐縱壓高、捎絕緣好逗、溫度扯系數(shù)小美和自諧椅振頻率駝高等特完性。濾波器的僚電容要有易耐壓高、蹦絕緣好、嚴(yán)溫度系數(shù)惜小和自諧疲振頻率高民等特性。下圖(束a)所通示的濾過波器結(jié)帝構(gòu)最簡堡單，接活在干擾忙源線間訪能衰減義串模噪雁聲；接誘在干擾逆源和地著線間能盆衰減共攜模噪聲北；接在君印刷電追路板中懲的直流彎電源線戒和地線幟間能抑論制電源引噪聲。材下圖(動b)中肯電容中挎點接地穴，能夠旱把噪聲歸電流旁駛路入地畏，能消猾除共模隔噪聲。鼠下圖(沾c)中惱的C3接在電既源線間快，這種棋結(jié)構(gòu)能蘇有效地燥抑制共下模(由左C1、C2完成)和葵串模噪聲歌(由C3完成)。電感濾榮波器電感L的概電抗與頻裂率有關(guān)。竹若設(shè)輸入卷量為電流輸出為厲電壓丟，且弦與電流智變化率黨方向相淚反，如決下圖(此a)所溝示。則汪傳遞函么數(shù)為頻率特性尚為對數(shù)幅由頻特性擴(kuò)為顯然，隨唉著頻率薦，舍電感線圈貼兩端電壓將增加饅。由于業(yè)電感串煮聯(lián)在線狠路中，柏因此濾絮波器的輸出概將衰減狐，起到了胡濾波的效障果。電感濾波器錘的輸入輸柜出特性如幫下圖(b烤)所示。濾波器終中的電禾感器件縫應(yīng)在負(fù)駝載電流演情況下袋具有不千飽和、溫度降系數(shù)小和喬直流電阻匙低等性質(zhì)閱。為了避撈免負(fù)載電流稿使電感貼產(chǎn)生飽淘和，可鋼選用共蜘模扼流蒙圈或不姓易飽和的磁窮芯線圈。亦電感線圈逼有兩種，疫即常模扼膨流圈和共模扼陽流圈。RC低隊通濾波援器低通濾波顆器接在電趙路中，按膽其結(jié)構(gòu)可戶分為L形榨、п形和僚T形，如檢下圖所示軍。它具有愉濾去高頻責(zé)，而讓低險頻信號容行易通過的褲性能。L形RC扔低通濾波炮器L形RC洗低通濾波蝴器如下圖儀(a)所帝示。其傳遞慮函數(shù)為使：其頻率囑特性為龜：如果令贈則有其中，根稱為另上限截止元頻率。當(dāng)<<時，輸出電壓幾削乎與輸覆入電壓伸相等；療在摩>>殘時，則稱大有衰減，裕即澤每提高1仍0倍，乖將下降2翼0dB。п形RC低通濾繳波器п形RC低通濾波歡器如下圖獎(b)所巧示。其傳遞狗函數(shù)為產(chǎn)：由此可以林看出，п抵形與L形段有相同的直衰減系數(shù)潔。實際上廳，由于信算號源不可插避免含有因內(nèi)阻，當(dāng)廢п形濾波份器和信號鏡源連接后碑，相當(dāng)于浴兩級L形若濾波器串返聯(lián)，對濾坦波特性將慶有很大改粥善。T形RC低通濾波步器T形RC低通濾箱波器結(jié)絕構(gòu)如下恩圖(c冠)所示物。為了求其漆傳遞函數(shù)哭，可根據(jù)論電工學(xué)中獎星形三角據(jù)形變換公忘式，如下氏圖所示，圖(a)怠變換成圖助(b)時饅，有：根據(jù)上括面公式順，圖(就c)變籠換成圖悟(d)但時，有堅：于是求得撤T形濾波桐器的傳遞文函數(shù)為：由此可以誘看出，T押形RC濾波器勁與L形RC濾波器有則相同的濾挑波特性。思實際上往砍往將T形且濾波器用婚于負(fù)載阻的抗小的情盲況，這比盟應(yīng)用L形笨和п形濾督波器時的乎負(fù)載電流弦要小得多就，減輕了嚼信號源的攝負(fù)擔(dān)。上述3年種形式奇的RC濾波器欣制造簡匙單，價誤格便宜胳，體積料小，對蘿外界的棕磁場變猶化敏感鼻低，廣革泛用于降信號傳犁輸線路獵中的噪們聲抑制勉。LC低許通濾波塘器對于下病圖(就a)避所示電撐路結(jié)構(gòu)調(diào)，若設(shè)爹電感L的直流電迅阻為R，則傳遞擊函數(shù)為槽：其頻率特變性為：幅頻特兔性為：為了便誓于和R菌C低通導(dǎo)濾波器父相比較瞇，設(shè)彎那么當(dāng)緣瑞<抖<金時，頁則有當(dāng)?shù)V>流>墓時，仿則有如果令態(tài)則由此可杏見，LC低通濾波斧器比RC低通濾閑波器有銳更好的融濾波性滾能。但耗是制造賠電感線陽圈比較孤麻煩，襲不利于加大規(guī)模莊生產(chǎn)，寬也不便庫于集成朝化和小匯型化，膽使其應(yīng)夫用范圍睬受到局古限。п形LC低通濾蔥波器其結(jié)構(gòu)斬如下圖霸(b)通所示，惹其傳遞癢函數(shù)為該：由此可陽見，п紀(jì)形與L典形有相麥同的衰福減系數(shù)兆。實際月上，由糞于信號協(xié)源不可堵避免含騙有內(nèi)阻癥，當(dāng)п訊形濾波摟器和信恒號源連禿接后，覆相當(dāng)于漆L形RC濾波器防和LC濾波器員串聯(lián)，蠅有效地應(yīng)改善了臣濾波特事性。T形LC低通濾贊波器根據(jù)電崖工學(xué)中何星形三娘角形變跳換原理負(fù)，將T海形電路瓶濾波器陳變換成捧п形電側(cè)路，如惱下圖所裙示。設(shè)圖中Z1、Z3對應(yīng)的電柿導(dǎo)抗為Y1和Y3，則T勞形LC低通濾項波器的冤傳遞函恒數(shù)按下男述步驟黃求出：因為：所以由此可強(qiáng)見，T急形濾波算器與L侵形濾波幣器有相灑同的濾何波特性事。實際喘上往往反將T形嬌濾波器款用于負(fù)杯載阻抗嗓小的情堵形，這宜比應(yīng)用清L形、迅п形濾緒波器時尼負(fù)載電農(nóng)流小，卵有效減擱輕了信宵號源的撤負(fù)擔(dān)。低通濾波蝦器的結(jié)構(gòu)摩選擇由上節(jié)擺分析可躬知，L軋形、п泊形和T格形濾波質(zhì)器具有滑相同的浩衰減系浸數(shù)，這馳是在沒時有考慮效輸入、疊輸出效扭應(yīng)情況晌下討論很的。實裹際上系鍵統(tǒng)的輸語入、輸曉出效應(yīng)遣總是客慮觀存在迅的，即知信號源招總是有旱內(nèi)阻抗蓋，負(fù)載充總是有灣輸入阻瞞抗，要施根據(jù)信購號源的遠(yuǎn)內(nèi)阻和灣負(fù)載阻巷抗來選聯(lián)擇低頻起濾波器起的電路主結(jié)構(gòu)形壓式，如微下圖所甲示。低通濾波尋器的平衡尤結(jié)構(gòu)與串炕聯(lián)形式低通濾波時器一般采兵用對稱結(jié)殿構(gòu)，以保妖證線路平衡，這妖有利于封抑制共橫模干擾幼信號，頌如下圖役所示。低通濾波載器為了改鈔善選頻特狗性，可以倡實行級間彈串聯(lián)。但耳前面在討始論濾波器振的傳遞函惹數(shù)和頻率漢特性時，答都沒有考囑慮濾波器籌的負(fù)載的勝影響，即置在沒有負(fù)紡載電流情網(wǎng)況下討論肉的。但級多聯(lián)以后，化由于后級側(cè)成為前級責(zé)的負(fù)載，準(zhǔn)導(dǎo)致總的拾頻率特性猛與單級不痰同。下圖蕩為兩級RC低通濾波揚(yáng)器的串聯(lián)逐，后級成昌為前級的功負(fù)載。傳遞函默數(shù)為若設(shè)來則有愿：求解傳遞柴函數(shù)的特包征方程，長即則這說明幸在某一郵頻率下購可能發(fā)懂生振蕩捕。由此頭可以看性出，原愿來兩個掏獨立的宏一階RC濾波器，銅串聯(lián)后成眠了二階網(wǎng)忽絡(luò)。頻率這特性變化鍋的根本原村因是后級再成了前級削的負(fù)載。若使后窄級的RC阻抗增大融，對前級蘿造成的負(fù)推載效應(yīng)忽請略不計，仙則形成了奧兩個獨立叫的網(wǎng)絡(luò)串傲聯(lián)，分析益起來十分銜方便，如禾下圖(勻a)所夾示，后級剃的阻抗為后級的阻粉抗是前級首阻抗的m倍。如下圖稍(b)梢所示，腐由于忽祝略了負(fù)撇載效應(yīng)芳，同理可得令則由此可饑得出結(jié)笑論：當(dāng)RC低通濾遲波器串端聯(lián)工作漆時，若逗后級的妻電阻是限前級的m倍，其電少容應(yīng)減小北為前級電案容的l/m，那么當(dāng)家頻率超過竿截止頻率墳時，一級添濾波器衰蛛減20d政B/十倍奧頻程，二利級濾波器松衰減40鳳dB/十濫倍頻程，扯三級濾波掙器衰減為皆60dB前/十倍頻歸程。級數(shù)浮越多，衰坐減系數(shù)也幕就越大。4.3蜘常詞用濾波挑器元件4.3.控1電漸容器實際電甲容器的足特性電容器是火基本的濾長波器件，撐在低通濾稀波器中作斃為旁路器傾件使用。廁利用它的邊阻抗隨頻行率升高而窗降低的特旨性，起到同對高頻干摟擾旁路的泊作用。但賞是，在實屆際使用中每一定要注咱意電容器蠻的非理想筑性。(1)置實際屑電容器茫的等效刮電路實際電容陽器的電路厘模型如下濁圖所示，喬它是由等烤效電感(遲ESL)落、電容和逆等效電阻揉(ESR瞧)構(gòu)成的盆串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)頓。電感分蘋量是由引再線和電容幼結(jié)構(gòu)所決潮定的，電楊阻是介質(zhì)廣材料所固乘有的。電感分后量是影搖響電容毛頻率特脾性的主浪要指標(biāo)雷，因此歌，在分黃析實際腫電容器蘆的旁路根作用時共，用L少C串聯(lián)桶網(wǎng)絡(luò)來鄭等效。(2)領(lǐng)對濾努波特性彈的影響實際電萄容器的摩特性如么下頁圖渣所示，御當(dāng)角頻勤率為1伴/時，松會發(fā)生快串聯(lián)諧深振，這民時電容膝的阻抗撲最小，祥旁路效檢果最好那。超過諧振鹽點后，電晝?nèi)萜鞯淖枳固匦猿释矛F(xiàn)電感阻子抗的特性久——隨頻益率的升高痛而增加，哨旁路效果逐開始變差暢。這時，而作為旁路明器件使用呈的電容器黎就開始失包去旁路作炭用。理想電叼容的阻犧抗是隨照著頻率念的升高鋒而降低呈，而實踢際電容涼的阻抗岸具有如拴上圖所驢示的頻妨率特性秋，在頻蠅率較低沾時，呈釋現(xiàn)電容扔特性，匙即阻抗它隨頻率掃的增加尋而降低膠，在某忠一點發(fā)獨生諧振安，在這綁點電容舍的阻抗開等于等狡效串聯(lián)驢電阻E瘦SR。末在諧振垂點以上純，由于鴉ESL惜的作用針，電容彈阻抗隨啄著頻率非的升高濾而增加奔，這是膝電容呈燒現(xiàn)電感菌的阻抗臣特性?？h在諧振言點以上逮，由于凡電容的岔阻抗增狹加，因割此對高影頻噪聲夜的旁路欲作用減包弱，甚掠至消失腔。電容的諧茶振頻率由皺ESL和禁C共同決站定，電容況值或電感融值越大，況則諧振頻遣率越低，傷也就是電敲容的高頻鳴濾波效果撥越差。ESL除砌了與電容展器的種類收有關(guān)外，四電容的引達(dá)線長度是叨一個十分赴重要的參幕數(shù)，引線爸越長，則齡電感越大絮，電容的跨諧振頻率車越低。因君此在實際醬工程中，怪要使電容腥器的引線凡盡量短，棚電容器的割正確安裝壞方法和不逐正確安裝慘方法如下栗圖所示。(3)釀溫度的影彈響由于電翼容器中胡的介質(zhì)帽參數(shù)受拆到溫度構(gòu)變化的柔影響，偽因此電貌容器的哲電容值糠也隨著縫溫度變克化。不勁同的介鬧質(zhì)隨溫情度變化遠(yuǎn)的規(guī)律求不同，廟有些電先容器的清容量當(dāng)蔑溫度升活高時會港減小7兇0%以眠上，常美用的濾稠波電容隆為瓷介華質(zhì)電容毯，瓷介毯質(zhì)電容猴器有超傲穩(wěn)定型幸：CO豪G或N脂PO，緞穩(wěn)定型均：X7污R，和天通用型辜：Y5胞V或Z膜5U共絮3種。鳴不同介叼質(zhì)的電形容器的講溫度特泳性如下害圖所示睛。(4)花電壓的柔影響電容器碼的電容庸量不僅隙隨著溫轟度變化屢，還會塊隨著工家作電壓腎變化，蛇這一點牲在實際墳工程中管必須注也意。不別同介質(zhì)影材料的斤電容器憶的電壓鑰特性如殖圖5.砍24所鞏示。從斜圖中可圖以看出炭，X7葉R電容租器在額翅定電壓確狀態(tài)下?lián)淙菁喠拷禐橹卦贾灯涞?0愁%，而憐Y5V偷電容器蒸的容量仗降為原指始值的陽30%蔬。綜合考慮戰(zhàn)溫度和電乎壓的影響味時，電容興的變化如維下圖所示膨。電容器庫的種類習(xí)及選用(1)按蠶介質(zhì)材料倆分類云母電容急器(CY波)紙介電挪容器(甲CZ)陶瓷電容蹤蝶器(CC乖)塑料介劃質(zhì)電容拼器(C廢B和C槐L)電解電容股器(CD饑)(2)浩按接入方蹲式分類三端電業(yè)容器穿心電鹽容器片狀電幣容器電容器使茶用注意事慚項(1)注壤意電容器葉的耐壓(2)橡注意環(huán)業(yè)境溫度(3)奸注意電修解電容榴器極性(4)注領(lǐng)意電容器鎮(zhèn)產(chǎn)生的干拆擾噪聲電容器的符型號及容懸量表示法電容器峰的型號滲一般由挑四部分房誠組成。第一部茫分：主儲稱(用膠字母C嫁表示)眾。第二部兩分：材向料(用淺字母表耽示)，掏例如：伏Z——塑紙介；間Y——竊云母；庭C——干瓷介；卻B——月聚苯乙代烯；L張——滌特綸；D述——鋁房誠(電解近)；A簽——鉭碗(電解斑)。第三部息分：分用類(一扮般用數(shù)塞字表示屋，個別量類型用菌字母表聰示)，會例如：障電容器縫(云母餅、有機(jī)害)1拍，2—榜—非密存封；3夜，4—怕—密封補(bǔ)。第四部分帖：序號(種用數(shù)字表幅示)。電絮容器的單忠位以F、辨μF、n狠F和pF潔表示。它項們之間的小關(guān)系是l螞F＝1參03mF＝滋106μF；1工μF＝1躬03nF＝掩106pF。破因此，無1μF孟＝10-6F，1將nF＝1慌0-9F，1深pF徑＝10-12F。國拒際電工劈燕委員會敞規(guī)定電征容量的淺表示法旗為：m債代表再10－3,μ疾代表1佩0-6，n代置表10-9，p代表糾10-12。用二吼位數(shù)字秀表示有僻效數(shù)字其，再用區(qū)一個字段母表示脫數(shù)值的土量級。慨如1p徒2＝1呼.2×遵10－12＝1.2竄pF，2光20n＝鈔220×姥10-9＝0.邪22×墳10-6＝0.2掌2μF，證3μ3＝米3.3×囑10-6＝3.貸3μF盆，2m候2＝2暗.2×逢10-3＝22見00×按10-6＝220控0μF。另一種表善示方法是務(wù)用3位有祖效數(shù)字表誓示電容量條，最后用現(xiàn)一個字母棕表示誤差藥。3位數(shù)悟字中的前甜兩位表示晉有效值，業(yè)第三位表小示10n的n值，n=l～資8，特殊史情況n＝9時茫，不表絮示109。而表掉示為下10－1。例如，腥“10商2”表旨示10久×102=l至000p擱F“10刻3”表類示10際×103=10僻000僅pF=哭0.0舞lμF“22蠢3”表蒜示22煙×103=22如000鉆pF=幻玉0.0煙22μF“474舟”表示4摩7×104=4杏70點000易pF忘=0鋤.47辨μF“15則9”表嗽示15菠×l0－1pF扁=l祥.5p牙F有效數(shù)字性后面的字狡母表示誤旁差值，由建于制造電腸容的材料香不同，誤謊差范圍也咸不同，有乓的誤差很舟大。4.3灣.2嫩電感實際電感吩的特性一段導(dǎo)線斗就構(gòu)成了乞一個電感桑。要獲得定較大的電墨感量，需權(quán)要將導(dǎo)線選繞成線圈倦。線圈的順芯材可以捆有兩種，狠一種是非腫磁性的(輝空氣)，送一種是磁請性的。磁表性磁芯又級有閉合磁株路的和開披放磁路的蝦。實際電感盤的等效電市路、頻率不特性如下遮圖所示。4.3衡.3皇鐵氧手體EM幅I抑制巴元件鐵氧體的與特性導(dǎo)線穿過潑鐵氧體磁美芯構(gòu)成的哪電感的阻授抗雖然在滾形式上是質(zhì)隨著頻率錯的升高而久增加，但紗是在不同貍頻率上，歷其機(jī)理是國完全不同廊的。鐵氧條體的等效室電路在低身頻和高頻薦時是不同新的。低頻徒時是一個嘩電感，高愿頻時是隨臺頻率變化檢的電阻。當(dāng)穿過鐵錦氧體的導(dǎo)防線中流過荷電流時，雁會在鐵氧蛋體磁芯中償產(chǎn)生磁場屆，當(dāng)磁場訓(xùn)的強(qiáng)度超隨過一定量戶值時，磁喚芯發(fā)生飽餓和，磁導(dǎo)悼率急劇降延低，電感停量減小。獨因此，當(dāng)乎濾波器中撲流過較大境的電流時獲，濾波器僻的低頻插傲入損耗會波發(fā)生變化駕。高頻時俘，磁芯的編磁導(dǎo)率已忍經(jīng)較低，森并且高頻陰時主要靠嫁磁芯的損法耗特性工邀作，因此富，電流對僻濾波器的顛高頻特性的影響不大州。鐵氧體唯的應(yīng)用鐵氧體的葉應(yīng)用主要雖有以下3秒方面：(1)酸低電燒平信號崖應(yīng)用；(2)饅電源影變換與擋濾波；(3)蠢電磁騷擾閑抑制。鐵氧體褲EMI艱抑制元介件的應(yīng)謎用鐵氧體穩(wěn)抑制元血件廣泛童應(yīng)用于奪PCB肌、電源鵝線和數(shù)漁據(jù)線上。(1)狐鐵氧體E遠(yuǎn)MI抑制曬元件在P寧CB上的闊應(yīng)用(2)鐵堆氧體EM擴(kuò)I抑制元周件在電源椒線上的應(yīng)喇用(3)患鐵氧位體抑制響元件在持信號線算上的應(yīng)捎用鐵氧體慶EMI綿抑制元綢件的選剩擇鐵氧體抑夏制元件有毒多種材料她、形狀和估尺寸供選詞擇。為選擇芹合適的安抑制元鞭件，使收其對噪纖音的抑有制更有效，設(shè)計厚者必須知螞道需要抑肌制的EM弄I信號的陪頻率和強(qiáng)度更、要求別抑制的傭效果即管插入損益耗值以掛及允許占用的宗空間，阻包括內(nèi)都徑、外犧徑和長朵度尺寸講。鐵氧體抑洞制元件選博擇的原則唇是，在使春用空間允香許的條件聽下，選擇射盡量長、念盡量厚和呀內(nèi)孔盡量烈小的鐵氧區(qū)體抑制元歲件。鐵氧體綱EMI挑抑制元瞧件的安龜裝同樣的壺鐵氧體仰抑制元學(xué)件，由上于安裝嘆的位置凍不同，蛋其抑制隔效果會賺有很大煩區(qū)別。在大部分嫩情況下，派鐵氧體抑猶制元件應(yīng)邊安裝在盡含可能接近勺騷擾源的趣地方。這為樣可以防扯止噪音耦鑼合到其他角地方，在砍那些地方鋪噪音可能爭更難以抑杜制。但是澆在I/O靈電路中，寬在導(dǎo)線或爸電纜進(jìn)入剛或引出屏漆蔽殼的地匠方，鐵氧宮體器件應(yīng)符盡可能安請裝在靠近右屏蔽殼的詞進(jìn)出口處閑，以避免孕噪音在經(jīng)耗過鐵氧體劈燕抑制元件淺之前耦合呀到其他地書方。還有孩一點要注丈意的是，閱鐵氧體磁莫管穿在電聚纜上后要輛用熱縮管千封好。4.3.壇4濾寬波連接器電纜產(chǎn)生疾的輻射尤癥其嚴(yán)重。掏電纜之所膚以會輻射第電磁波，柄是因為電介纜端口處籮有共模電茂壓存在，啞電纜在這桶個共模電鐮壓的驅(qū)動寇下，如同盯一根單極凡天線，如神下圖所示壓。減小電饑?yán)|上共根模高頻禿電流的盜一個有箭效方法粒是在電旁纜的端口處仇使用低通帝濾波器，物濾除電纜興上的高頻敬共模電流。傳此統(tǒng)上都是高將濾波器甲安裝在線葬路板上的散電纜端口處撲，如下旺圖所示澤。濾波器絨的這種攝安裝方管式有一貿(mào)個問題墊，就是烘經(jīng)過濾蔑波后的信號問線在機(jī)箱銀內(nèi)較長，濱容易再次至感應(yīng)干擾個信號，形成段新的共模謎電流，導(dǎo)壁致電纜輻糠射。濾波連接聞器是解決書這個問題議的理想器驗件。濾波那連接器的每個侮插針上有患一個低通雪濾波器，圈能夠?qū)⒉迨磲樕系墓材Ｋ齐娏鳛V年掉。這蠟些濾波毯連接器在往往在菊外形和珠尺寸上與普纏通連接器愛相同，可養(yǎng)以直接替下代普通連茅接器。由于連接萌器安裝在懇電纜進(jìn)入乖機(jī)箱的端刑口處，因舌此濾波后的著導(dǎo)線不扯會再感殖應(yīng)上干澇擾信號屠，如下塵圖所示價。濾波連拜接器的珍優(yōu)點(1)專濾波連游接器能妥夠?qū)㈦姺|中的圈干擾電金流濾除草，從而乎徹底消鑒除電纜泡的輻射葛因素。(2)薄濾波萬連接器除抑制電昂纜輻射守的效果酬比屏蔽春電纜更應(yīng)穩(wěn)定。(3)怪使用濾波請連接器后罵，可以降渾低對電纜陡端接的要籃求，避免賓使用價格蹲昂貴的高痕質(zhì)量屏蔽敲電纜，從嘴而降低成暢本。使用濾去波連接追器的注雖意事項(1)宰濾波器的膀接地(2)燭所有針都輛要濾波(3)穩(wěn)屏蔽機(jī)箱試驗結(jié)叛果我們在計遷算機(jī)上分郵別使用普偉通連接器悅和濾波連苗接器進(jìn)行賓輻射發(fā)射善研究。從梨這些結(jié)果昏中可以看降出，當(dāng)使衫用屏蔽機(jī)擁箱時，主占要的輻射吧源是電纜撒。這時使蝕用濾波連驢接器可以組使輻射發(fā)費射降低1員0dB~善30dB聚。下圖左是井測試環(huán)境躬的背景，鞭以這個作所為參考。阿右圖是計射算機(jī)通過征普通連接內(nèi)器連接上俊打印電纜婦時的寬帶內(nèi)發(fā)射。下圖是使遣用了濾波爐連接器后勺的輻射情騾況，可以誤看出，輻汁射已經(jīng)明侵顯減小。贈如果將電孝纜拔下，派輻射的情扣況與下圖旅基本相同贏。因此，辛可以認(rèn)為浴電纜產(chǎn)生建的輻射已手經(jīng)基本消驢除。剩余怕的輻射是腎其他原因件造成的，叼比如電源鼻線的輻射欲。要消除感這些剩余拒的干擾，切需要更換蟲一個性能違更好的電輪源線濾波夢器。濾波連昂接器的糧選用濾波連標(biāo)接器可種分為以播下幾種姑類型：(1)經(jīng)擦濟(jì)型與普皺通型D型蓋濾波器連跳接器(2)兄高性能型江與高密度則D型濾波況器連接器(3)潤超高性能莫D型濾波厚器連接器(4)弓軍用革濾波器夾連接器選用濾代波連接腿器時，爽除了在閥選用普椅通連接罷器時要考慮的因羽素外，濾羞波器的截字止頻率也囑是一個重捎要的參數(shù)。高為了保證素濾波器連接接器能良綿好地接地牲，在連接宵器與屏押蔽機(jī)箱師間還應(yīng)罰使用射拜頻密封捆襯墊。4.4擴(kuò)濾滋波器的謊選用和率安裝4.4.挺1濾鋪波器的選病用濾波器租相關(guān)參臭數(shù)電源線扯濾波器陳的選用下圖給際出的單騙級電源眼線濾波替器對源獄和負(fù)載何的阻抗莊都很敏隆感，當(dāng)廢工作在喊實際的繪源和負(fù)規(guī)載阻抗偷條件下惠時，很廢容易產(chǎn)劣生增益母，而不決是衰減耍。這種屠增益通言常出現(xiàn)溫在15糧0kH鏡z～1注0MH芒z的頻律率范圍閥內(nèi)，幅帝度可以濟(jì)達(dá)到1贈0dB不～20足dB。既因此，豈在產(chǎn)品膠上安裝陷一個不市合適的敗濾波器插后，可需能會增罷加發(fā)射績強(qiáng)度和到/或使嘴敏感性五變得更妹糟。下圖所蜘示的兩青級或更詢多級的即濾波器爬，可以術(shù)使內(nèi)部率接點保串持在相握對穩(wěn)定嘴的阻抗躬上，因評此對負(fù)御載及源掘的阻抗播依賴不場是很大良，可以謙提供接額近50叛/50荒指標(biāo)的移性能。復(fù)當(dāng)然，嶄這些濾午波器體霉積更大翠，價格尺更高。為了解維決阻抗偏問題，評最好是六購買生箭產(chǎn)廠家嫩同時標(biāo)蜓明了在石“匹配先”的5暗0/5吵0測試舅系統(tǒng)中內(nèi)的指標(biāo)紛和在“備失配”厭條件下莖的指標(biāo)住的產(chǎn)品憲。失配嗎的數(shù)據(jù)潤是在源番阻抗為青0.1隔Ω，負(fù)矩載阻抗醉