如今，隨著我國(guó)的信息技術(shù)的發(fā)展，電磁屏蔽室的運(yùn)用是越來越廣泛了，主要用于屏蔽效能要求較高、屏蔽面積較大的計(jì)量檢測(cè)、信息安全、EMC測(cè)試等領(lǐng)域，不同的是電磁屏蔽室要求有嚴(yán)密的電磁密封性能，并對(duì)所有進(jìn)出管線作相應(yīng)屏蔽處理，進(jìn)而阻斷電磁輻射出入。電源信號(hào)濾波器是電磁屏蔽室不可或缺的一塊，那么電磁屏蔽機(jī)房中必不可少的電源濾波器你又知道多少呢?下面與江蘇莫克屏蔽廠家的技術(shù)一起來看看：
電磁干擾濾波技術(shù)
1. 電源線上的干擾
2. 電源線濾波器的作用
3. 電源線上干擾的類型
4. 電源線濾波器的基本原理
5. 電源線濾波器的主要指標(biāo)
6. 影響電源線濾波器外形尺寸的因素
7. 選用電源線濾波器是怎樣確定所需要的插入損耗
8. 實(shí)際電源線濾波器與理想濾波器的差距
9. 電源線濾波器高頻插入損耗的重要性
10. 將電源線濾波電路直接安裝在線路板上的利與弊
11. 一個(gè)靈活的方案
12. 電源線濾波器的正確安裝方法
13. 要注意信號(hào)電纜對(duì)電源線傳導(dǎo)發(fā)射的影響
14. 信號(hào)線濾波器的作用
15. 怎樣在線路板上安裝信號(hào)線濾波器
16. 饋通型濾波器是解決電磁干擾的理想器件
17. 饋通濾波器的電路
18. 濾波陣列板與濾波連接器
19. 自制濾波連接器
20. 怎樣確定濾波器的參數(shù)
21. 鐵氧體材料在濾波中的應(yīng)用
1.電源線上的干擾
如果用示波器觀察一下電力電網(wǎng)，會(huì)發(fā)現(xiàn)50Hz的電壓上疊加著各種各樣的干擾電壓，既有mV級(jí)的連續(xù)干擾，也有數(shù)百V甚至上千V的瞬態(tài)干擾。這些干擾對(duì)電網(wǎng)中的設(shè)備會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響。這些干擾是從哪里來的呢？
我們可以將這些干擾分為自然干擾源和人為干擾源。典型的自然干擾源是雷電，空中發(fā)生雷電時(shí)，會(huì)伴隨著強(qiáng)大的電磁場(chǎng)， 電磁場(chǎng)會(huì)在空中的導(dǎo)體上感應(yīng)出很高的電壓，這就是干擾。雷電產(chǎn)生的干擾是如此之大，不僅能導(dǎo)致設(shè)備誤動(dòng)作甚至造成電路損壞。人為干擾源可以分為以下兩種：
功能性能量發(fā)射設(shè)備：這類設(shè)備靠發(fā)射能量工作， 如無(wú)線電設(shè)備、雷達(dá)等，他們輻射到空間的能量會(huì)感應(yīng)到電力線上，形成干擾。另外，這些設(shè)備也會(huì)通過電源線直接將能量泄漏到電網(wǎng)上。
非功能性發(fā)射設(shè)備：這類設(shè)備不依靠發(fā)射能量實(shí)現(xiàn)特定功能。但它們工作時(shí)，會(huì)向外發(fā)射額外的電磁能量。與工業(yè)、醫(yī)學(xué)上使用的高頻儀器、信息處理設(shè)備、含馬達(dá)的家用電器、使用可控硅的家用電器、開關(guān)電源等。這些設(shè)備在工作時(shí)會(huì)向空間和電網(wǎng)上發(fā)射電磁能量。
以往， 當(dāng)設(shè)備在干擾的作用下發(fā)生誤動(dòng)作時(shí)， 人們往往會(huì)將注意力集中到提高設(shè)備抗干擾性上，想方設(shè)法使設(shè)備能夠在干擾環(huán)境中正常工作。但這不是一個(gè)徹底的解決辦法。就象人們意識(shí)到汽車尾氣造成的污染會(huì)導(dǎo)致疾病， 為了能夠生存， 雖然可以上街時(shí)戴上口罩，但這不是根本的解決辦法。徹底的方法應(yīng)該是控制尾氣排放，形成一個(gè)良好的生存環(huán)境。
同樣，對(duì)于日趨嚴(yán)重的電磁污染，根本的解決方法是限制設(shè)備的電磁泄漏。另一方面，對(duì)于設(shè)備在電磁干擾環(huán)境中正常工作的能力也需要一個(gè)定量的規(guī)定，這就導(dǎo)致了電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)生。國(guó)家現(xiàn)在已將電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)作為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施，不滿足這些標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品不能銷售。
電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)（GB9254,GB4343,GJB151A等）的內(nèi)容：
1. 干擾發(fā)射：輻射發(fā)射；傳導(dǎo)發(fā)射
2. 敏 感 度：輻射敏感度；傳導(dǎo)敏感度；靜電放電敏感度
電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)對(duì)設(shè)備提出兩個(gè)方面的要求，首先不能向空間環(huán)境發(fā)射過強(qiáng)的電磁能量，其次要對(duì)環(huán)境中的電磁干擾有一定的耐受能力。
2.電源線濾波器的作用
很多人認(rèn)為電源線濾波器的作用是使設(shè)備能夠電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)傳導(dǎo)發(fā)射傳導(dǎo)敏感度的要求，但這是不全面的；后面將看到電源線濾波器對(duì)抑制設(shè)備產(chǎn)生較強(qiáng)的輻射干擾方面也很重要。嚴(yán)格的說，電源線濾波器的作用是防止設(shè)備本身產(chǎn)生的電磁干擾進(jìn)入電源線，同時(shí)防止電源線上的干擾進(jìn)入設(shè)備 。電源線濾波器是一種低通濾波器，它允許直流或50Hz的工作電流通過，而不允許頻率較高的電磁干擾電流通過。。電源線濾波器是雙向的，它既能防止電網(wǎng)上的干擾進(jìn)入設(shè)備，對(duì)設(shè)備產(chǎn)生不良影響，使設(shè)備滿足傳導(dǎo)敏感度的要求；又能防止設(shè)備內(nèi)的電磁干擾通過電通過電源線傳到電網(wǎng)上，使設(shè)備滿足傳導(dǎo)發(fā)射的要求。
能夠產(chǎn)生較強(qiáng)干擾的設(shè)備和對(duì)外界干擾敏感的的設(shè)備都要使用電源線濾波器。能夠產(chǎn)生強(qiáng)干擾的的設(shè)備有：含有脈沖電路（微處理器）的設(shè)備、使用開關(guān)電源設(shè)備、使用可控硅設(shè)備、變頻調(diào)速設(shè)備、含有馬達(dá)的設(shè)備等。敏感電路如：使用微處理器的設(shè)備、小信號(hào)模擬電路等。
3.電源線上干擾的類型
電源線上的干擾電流按照其流動(dòng)路徑分為兩類，一類是差模干擾電流，另一類是共模干擾電流。差模干擾電流是在火線和零線之間流動(dòng)的干擾電流，共模干擾是在火線、零線與大地（或其它參考物體）之間流動(dòng)的干擾電流，由于這兩種干擾的抑制方式不同，因此正確辨認(rèn)干擾的類型是實(shí)施正確濾波方法的前提。區(qū)分干擾電流是差模還是共?？梢詮娜齻€(gè)方面進(jìn)行判斷：
a. 從干擾源判斷：
雷電、設(shè)備附近發(fā)生的電弧、設(shè)備附近的電臺(tái)和其它大功率輻射裝置在電源線上產(chǎn)生的干擾是共模干擾；另外，如果發(fā)現(xiàn)電源線上的干擾是來自機(jī)箱內(nèi)的線路板或其它電纜，則為共模干擾；這是因?yàn)橥ㄟ^空間感應(yīng)在火線和零線上的干擾電流是同相位的。在同一電力線上工作的馬達(dá)、開關(guān)電源、可控硅等會(huì)在電源線上產(chǎn)生差模干擾。
b. 從頻率上判斷
差模干擾的頻率主要集中在1MHz以下，而共模干擾的頻率一般分布在1MHz以上。這是由于共模干擾是通過空間感應(yīng)到電源線上的，這種感應(yīng)只有在干擾信號(hào)頻率很高時(shí)才容易發(fā)生。
c. 用儀器測(cè)量
如果有一臺(tái)頻譜分析儀和一只電流卡鉗就可以進(jìn)行測(cè)量。電流卡鉗實(shí)際上是一個(gè)繞在磁芯上的線圈，當(dāng)被測(cè)電纜穿過卡鉗時(shí)，就形成了一個(gè)變壓器；被測(cè)導(dǎo)體相當(dāng)于變壓器初級(jí)，卡鉗中的線圈相當(dāng)于變壓器次級(jí)，電纜上的信號(hào)會(huì)耦合到卡鉗中的線圈上，用頻譜分析儀可以檢測(cè)出來。
判斷步驟如下：
步驟一：將卡鉗卡在火線或零線上，記錄下某個(gè)感興趣頻率的干擾信號(hào)的強(qiáng)度l（f1）
步驟二: 將卡鉗同時(shí)卡住火線或零線，若觀察不到l（f1），則l（f1）完全是差模干擾，其中不含共模成份；，若還能觀察到l（f1），則l（f1）中包含共模干擾成份，要判斷是否僅含共模成份，需進(jìn)行步驟三的判別。
步驟三：將卡鉗分別卡住火線或零線，若兩根線上測(cè)得的l（f1）的幅度相同，則l（f1）僅含共模成份；若不相同，則l（f1）中還包含差模成份。
4. 電源線濾波器的基本原理
電源線濾波器是由電感和電容組成的低通濾波電路所構(gòu)成，它允許直流或50Hz電流通過，對(duì)頻率較高的干擾信號(hào)則有較大的衰減。由于干擾信號(hào)有差模和共模兩種，因此電源濾波器要對(duì)這兩種干擾都具有衰減作用。
地線一般是金屬機(jī)箱，當(dāng)設(shè)備機(jī)箱不是金屬材料時(shí)，濾波器的地線一般與安全地相連；但由于安全地的阻抗很大，濾波器對(duì)共模干擾的衰減效果將大大降低。
5. 電源線濾波器的主要指標(biāo)
當(dāng)我們選用電源線濾波器時(shí)，應(yīng)主要考慮三個(gè)方面的指標(biāo)；首先是電壓/電流，其次是插入損耗，最后是結(jié)構(gòu)尺寸。由于濾波器內(nèi)部一般是經(jīng)過灌封處理的，因此環(huán)境特性不是主要問題。但是所有的灌封材料和濾波電容器的溫度特性對(duì)電源濾波器的環(huán)境特性有一定的影響。
a）電壓、電流對(duì)使用效果的影響
電源有交流直流之分，與此相對(duì)應(yīng)，許多廠家的電源線濾波器也分為交流和直流兩種。從原理上講，交流電源線濾波器既可用在交流電源上，也可在直流電源上使用；但直流電源線濾波器不能用在交流的場(chǎng)合，這主要因?yàn)橹绷鳛V波器中的電容器的耐壓較低，并且有可能其交流損耗較大，導(dǎo)致過熱。即使直流濾波器耐壓沒有問題，由于直流濾波器中使用了容量較大的共模濾波電容器，如果在交流的場(chǎng)合會(huì)產(chǎn)生漏電流超標(biāo)的問題。因此，直流電源線濾波器絕對(duì)不能用在交流的場(chǎng)合。交流濾波器用在直流場(chǎng)合，從安全的角度看沒有問題，但要付出成本和體積的代價(jià)；在樣機(jī)階段，如果手頭正好有交流濾波器，可以代替直流濾波器。
當(dāng)電源線濾波器的工作電流超過額定電流時(shí)，不僅會(huì)造成濾波器過熱，而且會(huì)導(dǎo)致濾波器的低頻濾波性能降低。這是因?yàn)闉V波器中的電感在較大電流的情況下，磁芯會(huì)發(fā)生飽和現(xiàn)象，使實(shí)際電感量減小。因此，確定濾波器的額定工作電流時(shí)，要以設(shè)備的最大工作電流為準(zhǔn)，確保濾波器在最大電流狀態(tài)下具有良好的性能，否則當(dāng)干擾在最大工作電流狀態(tài)下出現(xiàn)時(shí)，設(shè)備會(huì)受到干擾或傳導(dǎo)發(fā)射超標(biāo)。
在確定濾波器的額定電流時(shí)，要留有一定的余量；特別是人們習(xí)慣上對(duì)交流電稱“有效值”，而不是交流電的“峰值”，留有一定余量是非常有必要的。一般濾波器的額定電流值應(yīng)取實(shí)際電流值的1.5倍。
b) 插入損耗對(duì)使用效果的影響：
從抑制干擾的角度考慮，插入損耗是最重要的指標(biāo)。插入損耗分為差模插入損耗和共模插入損耗。
6.影響電源線濾波器外形尺寸的因素
由于許多設(shè)備在設(shè)計(jì)之出并沒有考慮干擾濾波的問題，因此安裝濾波器的空間往往是一個(gè)很棘手的問題、。即使在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到了電磁兼容的問題，人們往往會(huì)認(rèn)為電源線濾波器是一個(gè)可有可無(wú)的選裝件，不愿意提供較大的空間。由此造成人們?cè)谶x用濾波器時(shí)，經(jīng)常將濾波器的體積作為一項(xiàng)重要的指標(biāo)來考慮，總是希望濾波器的體積越小越好。
為什么兩個(gè)濾波器的額定電流都是10A，而它們的體積會(huì)相差很多？你會(huì)毫不猶豫的選擇體積較小的一種？ 濾波器的體積主要由濾波電路中的電感所決定，電感線圈的體積越大，濾波器的體積越大。以下因素影響電感的體積：
a)額定電流：當(dāng)濾波器的額定工作電流較大時(shí)，電感線圈會(huì)使用較粗的導(dǎo)線繞制，這自然會(huì)增加體積；另外，為防止磁芯發(fā)生磁飽和現(xiàn)象，往往要使用體積較大的磁芯，這會(huì)增加體積；
b)低頻特性：當(dāng)需要濾波的干擾信號(hào)頻率較低時(shí)，共模扼流圈和差模扼流圈的電感量都需要很大，導(dǎo)致電感元件的體積增加。例如開關(guān)電源的頻率越低，則需要濾波器中的電感量越大；
表-1 給出了濾波器中共模電感與電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)和開關(guān)電源頻率的關(guān)系。
通過以上的分析，你是否還在刻意的追求濾波器的體積?。矿w積小的濾波器已使用了體積小的電感元件，它的電感為什么能??？是犧牲了電流容量，還是犧牲了低頻特性？付出這些代價(jià)后，是否還能滿足最核心的要求——抑制電磁干擾？
另外，當(dāng)濾波器的體積較小時(shí)，內(nèi)部器件一定靠得很近，這會(huì)降低濾波器的高頻濾波性能，導(dǎo)致設(shè)備的輻射發(fā)射超標(biāo)。這在實(shí)際使用中要特別注意
表-1
7.選用電源線濾波器是怎樣確定所需要的插入損耗
首先在設(shè)備的電源入口處不安裝濾波器，對(duì)設(shè)備進(jìn)行傳導(dǎo)發(fā)射和傳導(dǎo)敏感度的測(cè)量，并與要滿足的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，看兩者之間相差多少分貝，濾波器的作用是彌補(bǔ)上這個(gè)差距。以抑制設(shè)備的傳導(dǎo)發(fā)射為例，給出了確定濾波器插入損耗的過程。首先將設(shè)備的傳導(dǎo)發(fā)射值最大包絡(luò)線（a）與標(biāo)準(zhǔn)給出的限制值線（b）相比較，計(jì)算其差值得到需要的插入損耗值（c）。由于電源線濾波器是低通濾波器將插入損耗線（c）變換為低通濾波器插入損耗的形式（d），（d）就是濾波器需要的插入損耗值。
注意: （d）并不是低頻濾波器的特性，而是一個(gè)帶阻濾波器的特性，這是考慮到實(shí)際濾波器的非理想性（見下一節(jié)）。
但如果從廠家的產(chǎn)品樣本上選擇插入損耗值滿足（d）的濾波器，十有八九會(huì)失敗。因?yàn)閺S家產(chǎn)品樣本上的數(shù)據(jù)是在濾波器兩端阻抗為50Ω的條件下測(cè)得的，而實(shí)際使用條件并不是這樣。因此在實(shí)際使用條件下，濾波器的插入損耗會(huì)有所降低。為了保險(xiǎn)起見，在從產(chǎn)品樣本中選擇濾波器時(shí)，應(yīng)加20dB的余量，這就得到了（e）。從樣本上選擇濾波器，其插入損耗應(yīng)滿足（e）的要求。
8.實(shí)際電源線濾波器與理想濾波器的差距
理想的電源線濾波器是低通濾波器，但實(shí)際的電源線濾波器通常是帶阻濾波器。造成這種差別的原因是電容器和電感器的非理想性。
電容器的引線是有電感的，而電感線圈上又存在著寄生電容，盡管這些電感、電容很小，但當(dāng)頻率較高時(shí)，它們的影響是不能忽略的。因此由實(shí)際電感、電容器構(gòu)成的低通濾波器電路在頻率較高時(shí)，就變成了一個(gè)帶阻濾波器電路。
此外，高頻時(shí)器件之間的耦合也是造成濾波器在高頻區(qū)間插入損耗減小的一個(gè)原因。從圖可以看到，器件之間的距離對(duì)濾波器的高頻性能有很大的影響。這種影響在1MHz時(shí)就已經(jīng)很明顯了。
因此，即使濾波器的電路結(jié)構(gòu)完全相同，由于器件的特性不同、器件的安裝方式的不同、內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同，它們的高頻性能會(huì)差很多。濾波器的電路結(jié)構(gòu)僅決定了濾波器的低頻特性。要想提高濾波器的高頻性能，生產(chǎn)時(shí)需要從許多方面注意制作工藝，如選用電感小的電容器、制作寄生電容小的電感、焊接時(shí)電容器的引線盡量短、在內(nèi)部采取適當(dāng)?shù)母綦x等。
9. 電源線濾波器高頻插入損耗的重要性
許多人認(rèn)為，既然傳導(dǎo)發(fā)射極限值的頻率上限30MHz，那么就沒有必要對(duì)濾波器的高頻衰減提出要求。這是一個(gè)誤解，也正是存在這種錯(cuò)誤的概念讓許多人在使設(shè)備滿足電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的過程中走了很長(zhǎng)彎路，浪費(fèi)了大量的時(shí)間和經(jīng)費(fèi)。
由于設(shè)備上的電纜是高效的輻射天線，當(dāng)電纜上有高頻傳導(dǎo)電流時(shí)，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的輻射，使設(shè)備不能滿足輻射發(fā)射極限值的要求。因此，當(dāng)電源線上有高頻干擾電流時(shí)，同樣也會(huì)產(chǎn)生輻射，使設(shè)備的輻射發(fā)射超標(biāo)。對(duì)于一個(gè)沒有電磁兼容經(jīng)驗(yàn)的人來說，這個(gè)問題是很難發(fā)現(xiàn)的；因?yàn)楫?dāng)他所開發(fā)的設(shè)備輻射發(fā)射超標(biāo)時(shí)，它會(huì)從機(jī)箱、信號(hào)電纜等環(huán)節(jié)檢查（這是許多教科書和培訓(xùn)班中所介紹的），而根本想不到會(huì)是電源線的問題。
特別是設(shè)備的電源線傳導(dǎo)發(fā)射已經(jīng)滿足了標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，它絕想不到應(yīng)再次檢查電源線是否有問題，所以，電源線濾波器的高頻特性是十分重要的。
特別提示：當(dāng)設(shè)備的輻射發(fā)射不合格時(shí)，別忘記檢查電源線的共模傳導(dǎo)發(fā)射，很多場(chǎng)合輻射發(fā)射的超標(biāo)時(shí)由于電源線上的共模電流造成的。
10.將電源線濾波電路直接安裝在線路板上的利與弊
電源線濾波器的電路是如此簡(jiǎn)單，一個(gè)誘人的想法是直接將濾波電路安裝在線路板上的電源線入口處，這樣既能夠節(jié)省空間，又能夠降低成本；另外，由于濾波器的實(shí)際衰減特性與它所連接的網(wǎng)絡(luò)有關(guān)，因此在實(shí)際使用中不可避免地要對(duì)濾波器的參數(shù)要進(jìn)行調(diào)整；將濾波器安裝在線路板上，能夠很方便的按照電路情況進(jìn)行調(diào)整。
將濾波電路直接安裝在線路板上從電路的角度看是完全可行的，但是從電磁干擾濾波的實(shí)際情況看，有些問題。首先，如果希望濾波器具有良好的高頻特性（其重要性前面已經(jīng)論述），Y電容的引線必須短，且應(yīng)直接連接到金屬殼上；當(dāng)濾波電路器件安裝在線路板上時(shí)，這一點(diǎn)是很難做到的，除非在設(shè)計(jì)線路板和安裝結(jié)構(gòu)時(shí)考慮這個(gè)問題。其次，機(jī)箱內(nèi)線路板、電纜產(chǎn)生的輻射會(huì)直接感應(yīng)到濾波器電路上的各個(gè)部位，導(dǎo)致濾波器電路失效。這個(gè)問題在高頻時(shí)尤為突出。從理論上講，只要能夠妥善解決以上的兩個(gè)問題，將濾波電路直接安裝在線路板上是完全可以的。
11.一個(gè)靈活的方案
如上所述，將濾波電路直接安裝在線路板上有許多好處；特別是設(shè)備功率較大或干擾頻率較低時(shí)（電源線濾波器的體積往往較大）、將濾波電路直接安裝在線路板上的方案更值得考慮。但是要解決上面所提到的高頻濾波問題，又是一個(gè)難點(diǎn)。
為了使設(shè)計(jì)人員方便的解決這個(gè)問題，本公司提供的方案是關(guān)鍵的器件安裝在機(jī)箱面板上的內(nèi)含電容濾波網(wǎng)絡(luò)的插座。這個(gè)插座內(nèi)部安裝了共模扼流圈和濾波電容器，電容器的安裝嚴(yán)格遵循引線最短、前后隔離的原則。之所以僅使用共模濾波網(wǎng)絡(luò)，是因?yàn)椴钅８蓴_已被線路板上的濾波器濾除，感應(yīng)到電源端口上的都是共模電流。
按照用戶的特殊要求，濾波電容可以采用穿心電容；當(dāng)使用穿心電容時(shí)可以將濾波的有效頻率范圍提高到1GHz以上。
12. 電源線濾波器的正確安裝方法
電源線濾波器從外觀上看是一個(gè)兩端口網(wǎng)絡(luò)，許多人認(rèn)為只要按照接線圖將濾波器串在設(shè)備和電源之間就可以了。這是一個(gè)十分錯(cuò)誤的概念。下面通過講幾種連接方法的錯(cuò)誤所在，使你了解和掌握應(yīng)該怎樣正確的安裝電源線濾波器。
a）電源輸入線過長(zhǎng)
這是一個(gè)很常見的錯(cuò)誤；人們?cè)诎惭b濾波器時(shí)，通常并不注意安裝位置，而是在機(jī)箱內(nèi)隨便找一個(gè)方便的位置，將濾波器固定好，然后將導(dǎo)線連接上，這樣就容易犯圖示錯(cuò)誤；這里的錯(cuò)誤是濾波器的電源輸入端導(dǎo)線過長(zhǎng)，其后果是電網(wǎng)上的干擾進(jìn)入設(shè)備后，還沒有經(jīng)過濾波器，就通過空間耦合到線路板上，對(duì)電路造成干擾。而設(shè)備內(nèi)的干擾會(huì)直接感應(yīng)到電源線上，傳出設(shè)備。一定要記住，我們所涉及的電磁干擾都是頻率較高的，它們極易輻射和通過空間耦合。
發(fā)生這種錯(cuò)誤的另一種情況是，大部分設(shè)備的電源輸入口安裝在設(shè)備后面板，而電源開關(guān)、指示燈等元件安裝在設(shè)備的前面板；這樣電源線進(jìn)入設(shè)備前面板后，先連接到前面板，然后再連接到濾波器上；這時(shí)，盡管濾波器據(jù)電源線入口很近，但是仍會(huì)出現(xiàn)同樣的錯(cuò)誤。
特別提示：不僅濾波器安裝的位置要靠近電源線的入口，而且濾波器的電源輸入線要短
b）濾波器輸入線、輸出線靠的過近：
濾波器的輸入線和輸出線捆扎在一起。這樣，高頻干擾信號(hào)實(shí)際會(huì)通過輸入線和輸出線發(fā)生耦合，而將濾波器旁路掉。
c）濾波器接地不良：
首先，我們必須明確濾波器的外殼必須“接地”，即必須接金屬或屏蔽機(jī)箱，這從濾波器的電路中可以看出，只有當(dāng)共模電容接地時(shí)，才能夠?qū)⒕€路上的共模干擾旁路掉；同時(shí)為了對(duì)高頻起到有效的旁路作用，要求電容的引線越短越好。當(dāng)濾波器沒有接地時(shí)，電路中的共模濾波電容實(shí)際起不到作用的。
正是為了接地，濾波器的外殼上通常有一個(gè)專用的地線接線端子。雖然這個(gè)接線端子的目的是為了方便的安裝接地導(dǎo)線，但其卻造成了一種濾波器使用中常見的錯(cuò)誤；人們通常認(rèn)為只要將這個(gè)接地端子接地就可以了，因此在實(shí)際設(shè)備中，常常見到人們用一根長(zhǎng)導(dǎo)線將濾波器連接到設(shè)備機(jī)殼上，這時(shí)，這根地線基本形同虛設(shè)，因?yàn)樵诟哳l時(shí)，長(zhǎng)導(dǎo)線的阻抗是很大的，根本起不到對(duì)干擾有效的旁路作用。下表給出了不同直徑、不同長(zhǎng)度的導(dǎo)線在不同頻率下的阻抗。
正確的安裝方式是將濾波器的外殼大面積貼在金屬殼的導(dǎo)電表面上。濾波器的理想安裝方式：濾波器直接貼在電源入口處，并在接觸面上使用電磁屏蔽襯墊，利用外殼實(shí)現(xiàn)隔離。
另外下面的安裝情況也都是不正確的：濾波器與設(shè)備金屬殼之間有絕緣漆、濾波器根本沒有接地、或者通過緊固螺釘連接。
特別提示：導(dǎo)線的直流電阻和交流阻抗是完全不同的，濾波器絕不能靠單根導(dǎo)線接地，而要與設(shè)備金屬外殼之間有大面積的導(dǎo)電接觸。
13.要注意信號(hào)電纜對(duì)電源線傳導(dǎo)發(fā)射的影響
由于電源線和信號(hào)電纜線通常安裝在一塊面板上，因此電源線和信號(hào)電纜線之間的耦合是不可避免的。這時(shí)，盡管電源線經(jīng)過精心處理，完全沒有問題，但是在測(cè)量時(shí)會(huì)出現(xiàn)傳導(dǎo)發(fā)射超標(biāo)的現(xiàn)象。這種干擾實(shí)際是從信號(hào)電纜上耦合過來的。這時(shí)如果不對(duì)信號(hào)電纜進(jìn)行處理，傳導(dǎo)發(fā)射是無(wú)法達(dá)標(biāo)的。實(shí)際上，當(dāng)信號(hào)電纜上有較強(qiáng)的傳導(dǎo)干擾時(shí)，還會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的輻射發(fā)射超標(biāo)。因此，遇到這種情況，一定要對(duì)信號(hào)電纜采取措施，如采取屏蔽或在接口處使用濾波器或?yàn)V波連接器。
判斷這種情況，只要將電源線周圍的電纜拔掉，再次測(cè)量設(shè)備的傳導(dǎo)發(fā)射，觀察是否仍然超標(biāo)；如果不超標(biāo)了，說明是信號(hào)電纜的影響。
14. 信號(hào)線濾波器的作用
信號(hào)線濾波器的主要作用是解決空間電磁干擾問題，例如設(shè)備向空間輻射較強(qiáng)的電磁干擾，或者設(shè)備對(duì)空間的電磁干擾敏感等問題。前面看到的信號(hào)線電纜和電源線電纜之間的耦合導(dǎo)致傳導(dǎo)發(fā)射在高頻超標(biāo)的現(xiàn)象，就是由于信號(hào)線上的高頻干擾通過空間耦合到了電源線上造成的。出現(xiàn)這種現(xiàn)象是因?yàn)樾盘?hào)電纜本身就是一條效率很高的輻射和接收天線，它造成的危害如下：
1）造成很強(qiáng)的超標(biāo)輻射：機(jī)箱內(nèi)的電磁能量在電纜上感應(yīng)出共模電壓和電流，共模電流在電纜上流動(dòng)，產(chǎn)生了共模輻射。這種輻射往往是設(shè)備超標(biāo)輻射的主要原因。
2）設(shè)備周圍環(huán)境空間的電磁能量被電纜接收到后，形成共模電流，沿著導(dǎo)線傳進(jìn)機(jī)箱，一方面對(duì)與電纜直接連接的電路產(chǎn)生干擾，另一方面借助導(dǎo)線再次輻射，對(duì)機(jī)箱內(nèi)的其它電路（沒有直接與電纜連接的電路）造成干擾。
3）造成屏蔽體或隔離層被破壞，產(chǎn)生這種作用的原因也是電纜對(duì)電磁波的接收和再次輻射，導(dǎo)致電磁能量通過電纜泄漏，從現(xiàn)象上看就是屏蔽體的屏蔽效能降低。
理論和實(shí)踐均表明：設(shè)備上的電纜是電磁兼容上最薄弱的環(huán)節(jié)。信號(hào)線濾波器的作用就是解決上述三個(gè)方面的問題。下面的結(jié)論是十分重要的:
任何穿過屏蔽體或隔離體的導(dǎo)線或電纜都會(huì)破壞原有的屏蔽效果或隔離效果，對(duì)這些導(dǎo)線，必須采取濾波措施。
信號(hào)線濾波以共模濾波為主。這是因?yàn)殡娎|上感應(yīng)的電流一般都是共模形式的，而對(duì)信號(hào)電纜上傳輸?shù)牟钅Ｐ盘?hào)，希望不產(chǎn)生任何影響。
15.怎樣在線路板上安裝信號(hào)線濾波器
當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)了電磁干擾問題時(shí)，許多有經(jīng)驗(yàn)的工程師會(huì)在電纜的端口上安裝濾波電路（例如濾波電容、ＲＣ濾波電路、ＬＣ濾波電路等），但經(jīng)常達(dá)不到預(yù)期的效果。這是因?yàn)槲覀兒鲆暳藘蓚€(gè)原因，一個(gè)是電纜上需要濾波的電磁干擾往往都是頻率很高的電磁信號(hào)（無(wú)論是接收到的空間干擾，還是設(shè)備內(nèi)傳導(dǎo)到電纜上的干擾），而我們所作的大部分濾波電路對(duì)高頻干擾的濾波效果都是很差的（由于電容的引線電感、空間的寄生參數(shù)等）。另一個(gè)原因是，濾波器的安裝方式有問題（濾波器接地不良，濾波器的輸入輸出端有耦合、空間耦合將濾波器旁路掉等），進(jìn)一步降低了濾波器的高頻濾波性能。要獲得預(yù)期的效果，需要注意以下幾點(diǎn)：
１）高頻特性較好的濾波器件
三端電容是一種特殊結(jié)構(gòu)的電容器，它與普通電容器的區(qū)別在于，它有三根引線，其中一個(gè)電極上有兩根引線。這樣一個(gè)微小的改變，卻使電容器的濾波效果發(fā)生了很大的改善。普通電容的引線電感對(duì)于電容的高頻濾波的作用是有害的，而三端電容卻巧妙地利用了引線電感，構(gòu)成了一個(gè)Ｔ型低通濾波器。三端電容的高頻濾波效果比普通電容改善了很多。如果在三端電容的兩根連在一起的引線上分別安裝一個(gè)鐵氧體磁珠，則會(huì)大大增加Ｔ型濾波器的濾波效果。這就是我們常說的片狀濾波器。
２）濾波器良好的接地
無(wú)論采用什么器件，這一點(diǎn)都是十分重要的。即使對(duì)于三端電容器，如果接地引線過長(zhǎng)，引線的電感也是十分有害的，會(huì)使濾波性能大打折扣。對(duì)于濾除差模干擾的濾波器，只要在布線時(shí)保證等效成電容的引線的走線盡量短就可以了，對(duì)于濾除共模干擾的濾波器，還要保證線路板與機(jī)箱之間的接地良好。一般可以通過簧片或?qū)щ姴家r墊接地。另外，用于Ｉ／Ｏ接口濾波接地目的的地線要單獨(dú)安排，并且僅與線路板的其它地線在一點(diǎn)連接（這稱為“干凈”地）。當(dāng)使用π型濾波電路時(shí)，這一點(diǎn)更重要。
３）濾波器并排安裝，否則，已經(jīng)濾波的和沒有濾波的信號(hào)之間會(huì)發(fā)生串?dāng)_，使總體濾波失效。當(dāng)需要濾波的引線較多時(shí)，使用多路濾波器（本公司有產(chǎn)品，分別對(duì)應(yīng)π型濾波電路和Ｔ型濾波電路）。
４）濾波器與機(jī)箱上電纜接口之間的引線要短，可以加一個(gè)隔擋層。
16. 饋通型濾波器是解決電磁干擾的理想器件
由于電路的工作的頻率和周圍環(huán)境中的電磁干擾頻率越來越高，將濾波器安裝在線路板上所暴露出的高頻濾波不足的問題日益突出。解決高頻濾波的根本方法是使用饋通型濾波器。饋通型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，因此濾波器具有非常好的高頻濾波效果。
饋通濾波器的使用方法有以下三種：
1）安裝在屏蔽體（屏蔽箱和屏蔽機(jī)箱等）的面板上
這是最基本的使用方法，當(dāng)有導(dǎo)線穿過屏蔽體時(shí)就需要在屏蔽體面板上安裝饋通濾波器，使導(dǎo)線通過饋通濾波器穿過屏蔽體。
2）安裝在線路板的地線層上
再多層線路板上，可以利用線路板的的地線層作隔離層和接地層。
3）安裝在線路之間的隔離板上
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面上時(shí)，安裝在金屬隔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。
饋通濾波器焊接式安裝和螺紋安裝兩種。焊接式安裝的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省空間，濾波性能可靠。但在將濾波器焊接到面板上時(shí)，由于面板的熱容量遠(yuǎn)大于濾波器的熱容量，因此焊接的局部溫度有可能達(dá)到很高，造成濾波器損壞。焊接時(shí)要注意控制焊接的時(shí)間和溫度。
螺紋安裝的方式簡(jiǎn)單易行，可以在面板上打通孔，用螺母將饋通濾波器擰緊，也可以在面板上打帶螺紋的孔，將饋通濾波器直接擰上。無(wú)論是用哪一種方法，要注意兩點(diǎn)，一是扭矩不能太大，饋通濾波器雖然從外表上看與螺釘一樣堅(jiān)固，但是由于內(nèi)部是空心的，扭矩過大會(huì)造成損壞。二是在安裝時(shí)要套上鋸齒墊片，這樣可以保持良好的接觸。
17.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型（一個(gè)穿心電容加一個(gè)電感）、T型（兩個(gè)電感加一個(gè)穿心電容）、π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）使用濾波器電路的阻抗：一個(gè)基本原則是，濾波器中的電容對(duì)著高阻抗電路，電感對(duì)這低阻抗電路。這里所謂的高低，可以以５０Ω為參考。
18.濾波陣列板與濾波連接器
濾波陣列板與濾波連接器是饋通濾波器的概念的兩種延伸。當(dāng)需要濾波的導(dǎo)線數(shù)量較多時(shí)逐個(gè)焊接和安裝是十分繁瑣的事，這時(shí)可以使用濾波陣列板與濾波連接器如圖所示。
濾波陣列板上的濾波器已經(jīng)由廠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，避免了逐根焊線的繁瑣，便于組裝。濾波陣列板一般用在機(jī)箱的內(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，可直接取代普通連接器。不同的是濾波連接器的每一個(gè)針（孔）上安裝了一個(gè)低通濾波器，濾除信號(hào)線上的高頻干擾。
使用濾波陣列板時(shí)，要注意的問題是：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)的電磁泄漏。
19.自制濾波連接器
濾波連接器對(duì)與電纜造成的干擾十分有效。但濾波連接器的價(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（甚至更好，因?yàn)橛行┏善窞V波連接器內(nèi)的濾波器件接地不太可靠），只是需要額外的加工費(fèi)和安裝空間。
自制濾波連接器的方法有兩個(gè)，一個(gè)是在設(shè)備面板上安裝上選好的連接器后，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）。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。
20.怎樣確定濾波器的參數(shù)
選用濾波器時(shí)，最重要的三個(gè)參數(shù)額定電流、額定電壓和截止頻率。額定電流就是指流過濾波器的信號(hào)電流，一般很好確定。在確定額定電壓時(shí)往往會(huì)犯一些錯(cuò)誤，而在確定截止頻率時(shí)往往感到困惑。
電壓的確定：如果所濾波的導(dǎo)線不會(huì)受到靜電放電、電脈沖、涌浪等高壓的沖擊，電路的工作電壓就是濾波器的額定工作電壓。如果不是這樣，例如，拖在設(shè)備外部的電纜，會(huì)受到高壓的沖擊，需要充分考慮到這種情況。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)線濾波器的截止頻率定義是插入損耗為3dB時(shí)的頻率。截止頻率的選擇必須保證濾波器的通帶覆蓋功能信號(hào)的帶寬，保證設(shè)備的正常工作，同時(shí)最大限度的濾除不必要的高頻干擾。對(duì)于模擬信號(hào)，截止頻率很好確定，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)，截止信號(hào)可定為1/πt r , 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1 5倍作為截止頻率。
濾波電容的確定：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/(2πRpC), Rp是原電路阻抗與負(fù)載電路阻抗的并聯(lián)值。
21.鐵氧體材料在濾波中的應(yīng)用
電磁干擾抑制鐵氧體磁環(huán)、磁珠等由于使用方便、價(jià)格低廉而倍受設(shè)計(jì)人員的青睞，它的主要優(yōu)點(diǎn)如下:
1)使用非常方便，直接套在需要濾波的電纜上即可。
2)不像其它濾波方式那樣需要接地，因此對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、線路板設(shè)計(jì)沒有特殊的要求。
3)作為共模扼流圈使用時(shí)，不會(huì)造成信號(hào)失真，這對(duì)于傳輸高頻信號(hào)的導(dǎo)線而言非?？少F。
電磁干擾抑制鐵氧體與普通鐵氧體的最大區(qū)別在于它具有很大的損耗，用這種鐵氧體做磁芯制作的電感，其特性更接近電阻。它是一個(gè)電阻值隨著頻率增加而增加的電阻，當(dāng)高頻信號(hào)通過鐵氧體時(shí)，電磁能量以熱的形式耗散掉。
要充分發(fā)揮鐵氧體的性能，下面一些注意事項(xiàng)十分重要：
A）鐵氧體磁環(huán)（磁珠）的效果與電路阻抗有關(guān)：電路的阻抗越低，則鐵氧體磁環(huán)（磁珠）的濾波效果越好。因此，在一般鐵氧體材料的產(chǎn)品手冊(cè)中，并不給出鐵氧體材料的插入損耗，而是給出鐵氧體材料的阻抗，鐵氧體材料的阻抗越大，濾波效果也越好。
B）電流的影響: 當(dāng)穿過鐵氧體的導(dǎo)線中流過較大的電流時(shí)，濾波器的低頻插入損耗會(huì)變小，高頻插入損耗變化不大。要避免這種情況發(fā)生，在電源線上使用時(shí)，可以將電源線與電源回流線同時(shí)穿過鐵氧體。
C）鐵氧體材料的選擇：根據(jù)要抑制干擾的頻率不同，選擇不同磁導(dǎo)率的鐵氧體材料。鐵氧體材料的磁導(dǎo)率越高，低頻的阻抗越大，高頻的阻抗越小。
D）鐵氧體磁環(huán)尺寸的確定：磁環(huán)的內(nèi)外徑差越大，軸向越長(zhǎng)，阻抗越大。但內(nèi)徑一定要包緊導(dǎo)線。因此，要獲得大的衰減，在鐵氧體磁環(huán)內(nèi)徑包緊導(dǎo)線的前提下，盡量使用體積較大的磁環(huán)。
E）共模扼流圈的匝數(shù)：增加穿過磁環(huán)的匝數(shù)可以增加低頻的阻抗，但是由于寄生電容增加，高頻的阻抗會(huì)減小。盲目增加匝數(shù)來增加衰減量是一個(gè)常見的錯(cuò)誤。當(dāng)需要抑制的干擾頻帶較寬時(shí)，可在兩個(gè)磁環(huán)上繞不同的匝數(shù)。
F）電纜上鐵氧體磁環(huán)的個(gè)數(shù)：增加電纜上鐵氧體磁環(huán)的個(gè)數(shù)，可以增加低頻的阻抗，但高頻的阻抗會(huì)減小。這是因?yàn)榧纳娙菰黾拥木壒省?/span>
G）鐵氧體磁環(huán)的安裝位置：一般盡量靠近干擾源。對(duì)于屏蔽機(jī)箱上的電纜，磁環(huán)盡量靠近機(jī)箱電纜的進(jìn)出口。
H）與電容式濾波連接器一起使用效果更好：由于鐵氧體磁環(huán)的效果取決于電路的阻抗，電路的阻抗越低，則磁環(huán)的效果越明顯。因此當(dāng)原來的電纜兩端安裝了電容式濾波連接器時(shí)，其阻抗很低，磁環(huán)的效果更明顯。
鐵氧體磁芯的線圈在頻率較低時(shí)，仍然是一個(gè)電感， 對(duì)于這種單個(gè)電感構(gòu)成的濾波電路而言，截止頻率為：Fco=1/(2πRsL), Rs 是原電路阻抗與負(fù)載電路阻抗的串聯(lián)值。
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