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基本濾波技術(shù) 

　　濾波是抑制干擾的一種有效措施，尤其是對(duì)開(kāi)關(guān)電源EMI信號(hào)的傳導(dǎo)干擾和輻射干擾。 

　　削弱傳導(dǎo)干擾，把EMI信號(hào)控制在有關(guān)電磁兼容性（EMC）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的極限電平以下，最有效的方法就是在電源輸入端加抗干擾（EMI）濾波器。EMI濾波器安裝在電源線(xiàn)和開(kāi)關(guān)電源之間。它僅允許工頻電流通過(guò)，對(duì)提高開(kāi)關(guān)電源的可靠性有重要作用。 

　　常用的電源濾波器如圖2所示。 

　　圖2 EMI基本濾波電路 

　　圖中濾波電容C1、C2、C3、C4與電感L1、L2組成共模л型濾波環(huán)節(jié)，用來(lái)濾除共模干擾。C0、C5是高頻旁路電容，與電感L1、L2組成差模л型濾波環(huán)節(jié)，用來(lái)濾除差模干擾。 

　　EMC很多標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的傳導(dǎo)干擾電平的極限值都是從10kHz算起。開(kāi)關(guān)電源的工作頻率約為10kHz~100kHz。對(duì)開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的高頻段EMI信號(hào)，只要選擇適當(dāng)?shù)娜ヱ铍娐坊蚓W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單的EMI濾波器，就可以得到滿(mǎn)意效果。 

　　此外，在濾波電路中，還可以采用其他專(zhuān)用的濾波元件，如穿心電容、鐵氧化磁環(huán)等，它們能夠改善濾波特性，恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)或選擇濾波器，并正確的安裝和使用濾波器，是抗干擾技術(shù)的重要組成部分。 

　　特種濾波器件 

　　特種濾波器中的饋通型濾波器（如圖3）及其延伸產(chǎn)品濾波陣列板和濾波連接器可有效解決高頻濾波的問(wèn)題。濾波器安裝在金屬面板上，具有很低的接地阻抗，并且利用金屬面板隔離濾波器的輸入和輸出。 

　　圖3 不同濾波電路的衰減特性  

　　饋通濾波器的電路  

　　濾波器的電路結(jié)構(gòu)C型（單個(gè)穿心電容）、L形（一個(gè)穿心電容加一個(gè)電感）、T形（兩個(gè)電感加一個(gè)穿心電容）、л型（兩個(gè)穿心電容加一個(gè)電感）等，濾波器的電路器件越多，則濾波器的過(guò)渡帶越短，阻帶的插入損耗越大。選用濾波電路的依據(jù)是： 

　　1. 對(duì)干擾的衰減量：濾波器的器件數(shù)量越多，一般對(duì)干擾信號(hào)的衰減越大（但有例外，當(dāng)沒(méi)有符合下面第3項(xiàng)的原則時(shí)，衰減量可能與器件數(shù)量較少的一樣）。 
　　2. 有用信號(hào)與干擾信號(hào)在頻率上的差別：有用信號(hào)與干擾信號(hào)的頻率相差越小，需要濾波器的器件數(shù)量越多。 
　　3. 使用濾波器的電路的阻抗：一個(gè)基本的原則是，濾波器中的電容對(duì)著高阻抗電路，電感對(duì)著低阻抗電路。這里的所謂高低，可以以50Ω為參考。 

　　饋通濾波器的使用方法 

　　饋通濾波器的使用方法有以下三種： 

　　1. 安裝在屏蔽體（屏蔽盒、屏蔽機(jī)箱）的面板上。 

　　這是最基本的使用方法，當(dāng)有導(dǎo)線(xiàn)要穿過(guò)屏蔽體時(shí)，就需要在屏蔽體的面板上安裝饋通濾波器，使導(dǎo)線(xiàn)通過(guò)饋通濾波器纏裹屏蔽體。 

　　2. 安裝在線(xiàn)路板的底線(xiàn)層上，如圖4。 

　　圖4 饋通濾波器安裝在PCB板 

       在多層線(xiàn)路板上，可以利用線(xiàn)路板的地線(xiàn)層做隔離層和接地層。 

　　1. 安裝在電路之間的隔離板上，如圖5。 

　　圖5 饋通濾波器安裝在隔板上 

　　2. 當(dāng)條件不具備，饋通濾波器不能安裝在屏蔽體面板或地線(xiàn)面上時(shí)，安裝在金屬隔離板上也具有普通電容（包括三端電容）不可比擬的高頻濾波作用。 

　　濾波陣列板與濾波連接器 

　　濾波陣列板和濾波連接器是饋通濾波器概念的兩種延伸。當(dāng)需要濾波的導(dǎo)線(xiàn)數(shù)量較多時(shí)，逐個(gè)焊接或安裝饋通濾波器是十分煩瑣的事，這時(shí)可使用濾波陣列板或?yàn)V波連接器，濾波陣列板上的濾波器已經(jīng)由廠(chǎng)家使用特殊工藝焊接好，性能可靠、使用簡(jiǎn)便。濾波陣列板上的濾波器的間隔為2.54mm,因此扁平電纜的接頭可以直接插上，避免了逐根焊線(xiàn)的繁瑣，便于組裝。濾波陣列板一般用在機(jī)箱內(nèi)部。 

　　對(duì)于機(jī)箱外部的電纜進(jìn)行濾波必須使用濾波連接器，這樣才便于電纜的插拔。一般濾波連接器的外形尺寸與普通連接器是完全相同的，可以直接取代普通連接器。 

　　不同的是濾波連接器的每個(gè)針孔上安裝了一個(gè)低通濾波器，濾除信號(hào)線(xiàn)上的高頻干擾。 

　　使用濾波陣列板時(shí)，要注意的問(wèn)題是：一定要在濾波陣列板與安裝面板之間安裝電磁密封襯墊，否則在縫隙處會(huì)有很強(qiáng)的電磁泄露。 

　　自制濾波連接器 

　　濾波連接器對(duì)于解決電纜造成的干擾十分有效。但是濾波連接器的價(jià)格一般較高，并且不是所有型號(hào)的連接器都有對(duì)應(yīng)的濾波連接器。這給實(shí)際工程帶來(lái)很大不便。如果對(duì)空間的限制不嚴(yán)，可以自己制作濾波連接器，其效果與成品相同。 

　　自制濾波連接器的方法有兩個(gè)，一個(gè)是在設(shè)備面板上選好連接器后，在連接器的后面裝一個(gè)屏蔽盒，屏蔽盒上安裝饋通濾波器（或?yàn)V波陣列板）如圖6所示；另一個(gè)方法是將選好的連接器與饋通濾波器（陣列板）安裝在一個(gè)獨(dú)立的金屬盒內(nèi)，構(gòu)成一個(gè)濾波部件。 

　　圖6 自制濾波連接器 

　　怎樣確定濾波器的參數(shù) 

　　選用濾波器時(shí)，最重要的3個(gè)參數(shù)是額定電流、額定電壓和截止頻率。 

　　額定電流就是指流過(guò)濾波器的信號(hào)電流，一般很好確定。 

　　電壓的確定：如果所濾波的導(dǎo)線(xiàn)不會(huì)受到靜電放電、電流脈沖、浪涌等高壓的沖擊，電路的工作電壓就是濾波器額定工作電壓。否則，如拖在設(shè)備外部的電纜，會(huì)受到高壓的沖擊，此時(shí)需要充分考慮這種情況。一般額定工作電壓要達(dá)到200V以上。 

　　截止頻率的確定：信號(hào)線(xiàn)濾波器的截止頻率定義為插入損耗為3dB時(shí)頻率。截止頻率的選擇必須保證濾波器的通帶覆蓋功能性信號(hào)的帶寬，保證設(shè)備的正常工作，同時(shí)最大限度地濾除不必要的高頻干擾。對(duì)于模擬信號(hào)，只要保證截止頻率大于信號(hào)的帶寬即可。對(duì)于數(shù)字脈沖信號(hào)，截止頻率可定為1/лtr，tr是脈沖的上升/下降時(shí)間。如果是周期性脈沖信號(hào)，也可以取脈沖重復(fù)頻率的15倍作為截止頻率。 

　　濾波電容值的確定：電容值越大，濾波器的截止頻率越低，對(duì)于單個(gè)電容的濾波電路而言，截止頻率為Fco=1/(2лRpC)，Rp是源電路阻抗與負(fù)載電路阻抗的并聯(lián)值。 

　　結(jié)束語(yǔ)  #p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

　　電磁干擾的形式和種類(lèi)很多，傳播方式、干擾途徑不盡相同，許多廠(chǎng)家通過(guò)實(shí)踐有更多更好的措施來(lái)抑制電磁干擾。如何有效抑制電磁干擾是我們不懈研究的方向。