實驗報告2-EMI電源濾波器插入損耗測試

EMI電源濾波器插入損耗測試實驗報告一、實驗目的掌握EMI電源濾波器共模與差模等效原理，了解矢量網(wǎng)絡分析儀的工作原理，并熟練掌握儀器的基本操作流程，深刻理解屏蔽、接地、濾波在工程設計實踐中的相互關系。二、實驗原理插入損耗是指電路中接入濾波器網(wǎng)絡前后，由噪聲源產(chǎn)生的干擾消耗在同一負載上的功率之比，用分貝值表示，即：

式中，P1和U1分別表示當EMI濾波器濾波器未插入前，從噪聲源傳遞到負載的功率和電壓；P2和U2分別表示當EMI濾波器濾波器接入后，從噪聲源傳遞到負載的功率和電壓。利用矢量網(wǎng)絡分析儀測試時，插入損耗IL測量原理圖如圖1所示。共模插入損耗測試原理差模插入損耗測試原理三、實驗測試系統(tǒng)的構(gòu)成1.矢量網(wǎng)絡分析儀：繪制S21參數(shù)曲線，進而計算插入損耗。2.EMI濾波器插入損耗測試夾具3.測試電纜及附件4.被測濾波器樣件（型號：軍用直流電源濾波器TF-2E0UM-20A）四、實驗內(nèi)容及步驟濾波器插入損耗測試1． 首先對矢網(wǎng)進行校準。2． 按照測試原理圖，正確搭建插入損耗測試系統(tǒng)，分別測量直通時（不加濾波器），共模/差模測試狀態(tài)下，在100KHz~50MHz范圍內(nèi)，系統(tǒng)的插損，要求保存S21參數(shù)曲線，標記至少10個頻點，并記錄數(shù)據(jù)。3． 按原理圖安裝好受試濾波器樣件。注意，確認引線連接的共模狀態(tài)和差模狀態(tài)，并要求濾波器外殼良好接地，同時注意濾波器的輸入輸出分別與矢網(wǎng)的port1和port2連接。4． 將夾具設定在共模工作狀態(tài)下，從矢量網(wǎng)絡分析儀上讀取S21參數(shù)曲線，保存曲線圖并記錄至少10個頻點處的數(shù)據(jù)；切換至差模工作狀態(tài)再次測試，并記錄數(shù)據(jù)。濾波器安裝使用狀態(tài)對插入損耗的影響濾波器接地狀態(tài)對插入損耗的影響在共模測試狀態(tài)下，改變?yōu)V波器接地狀態(tài)，通過矢量網(wǎng)絡分析儀測量得到其插入損耗曲線，與（一）中結(jié)果對比，并分析其原因。濾波器輸入輸出屏蔽隔離對插入損耗的影響分別在共模和差模測試狀態(tài)下，去掉測試夾具中間的隔離擋板，并蓋好蓋板，通過矢量網(wǎng)絡分析儀測量其插入損耗，與（一）中結(jié)果對比，并分析其原因。五、實驗數(shù)據(jù)處理插入損耗測試數(shù)據(jù)記錄（差模）測試頻點12345678910頻率（MHz）0.5102027303438424650直通時夾具插損IL0（dB）-0.010.060.470.921.121.401.692.022.372.76正常接入濾波器后插損IL1（dB）75.1377.0070.3868.2567.3766.3065.6265.0064.7166.44無屏蔽隔離擋板時插損IL76.1261.2951.0846.8745.2843.2841.5139.8238.3937.05正常情況下濾波器插損IL1-IL0（dB）75.1476.9469.9167.3366.2564.9063.9362.9862.3463.68無屏蔽隔離擋板時濾波器插損IL3-IL0（dB）76.1361.2350.6145.9544.1641.8839.8237.8036.0234.29插入損耗測試數(shù)據(jù)記錄（共模）測試頻點12345678910頻率（MHz）0.5102027303438424650直通時夾具插損IL0（dB）-0.01-0.06-0.07-0.06-0.05-0.04-0.03-0.010.010.06正常接入濾波器后插損IL1（dB）66.3881.8972.4169.0867.9166.6865.8565.2465.1367.91接地差時插損IL266.2671.1661.1857.6356.3154.7653.3352.0550.7550.14無屏蔽隔離擋板時插損IL366.3881.8972.4169.0867.9166.6865.8565.2465.1367.91正常情況下濾波器插損IL1-IL0（dB）66.3981.9572.4869.1467.9666.7265.8865.2565.1267.85接地差時濾波器插損IL2-IL0（dB）66.2771,2261.2557.6956.3654.8053.3652.0650.7450.08無屏蔽隔離擋板時濾波器插損IL3-IL0（dB）66.3981.9572.4869.1467.9666.7265.8865.2565.1267.85六、實驗結(jié)果分析1、測試中（共模）改變?yōu)V波器接地狀態(tài)，觀察插入損耗的變化情況，并分析其原因；答：通過實驗測量結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，改變共模電路中濾波器的接地狀態(tài)，插入損耗明顯減小。2、測試中改變測試夾具中濾波器的輸入/輸出屏蔽隔離狀態(tài)，觀察分析插入損耗變化，以及與頻率的關系；答：通過實驗測量結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，在濾波器輸入/輸出未進行屏蔽隔離的情況下，對于共模電路，其插入損耗與屏蔽狀況下基本相同，而對于差模電路，相比屏蔽狀況下其插入損耗明顯減小，而且隨著頻率的升高，插入損耗減小量也在增加。可見，濾波器輸入/輸出是否屏蔽隔離對于高頻段的插入損耗影響更大。3、濾波器插入損耗曲線與理想低通濾波器插損曲線有什么異同？并進行分析。答：通過實驗測量結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，濾波器插入損耗曲線與理想低通濾波器插損曲線的相同點是：對低頻信號的插入損耗較小，對于高頻信號的插入損耗較大。不同點是：理想低通濾波器插損曲線存在突變，即到達某一頻率值時，插入損耗突然增大。而濾波器插入損耗曲線不存在突變，并且在頻率值增大到一定程度時，曲線有下降趨勢。七、實驗感想體會由于第一次接觸實驗儀器，對于相關操作比較陌生，好在有老師的耐