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实践电磁兼容技术 - 第四章 干扰滤波 杨继深 2000 第四章 干扰滤波技术 干扰滤波在EMC设计中作用 差模干扰和共模干扰 常用滤波电路 怎样制作有效的滤波器 正确使用滤波器 滤波器的作用 共模和差模电流 共模/差模干扰的产生 开关电源噪声 干扰滤波器的种类 低通滤波器类型 电路与插入损耗的关系 确定滤波器阶数 根据阻抗选用滤波电路 插入损耗的估算 器件参数的确定 实际电容器的特性 温度对陶瓷电容容量的影响 电压对陶瓷电容容量的影响 实际电感器的特性 电感寄生电容的来源 克服电容非理想性的方法 三端电容器的原理 三端电容的正确使用 三端电容器的不足 穿心电容更胜一筹 穿心电容的插入损耗 馈通滤波器使用注意事项 线路板上使用馈通滤波器 磁芯对电感寄生电容的影响 减小电感寄生电容的方法 共模扼流圈 电感磁芯的选用 电感量与饱和电流的计算 干扰抑制用铁氧体 铁氧体磁环使用方面的一些问题 低通滤波器对脉冲信号的影响 信号滤波器的安装位置 板上滤波器的注意事项 面板上滤波的简易（临时）方法 电缆滤波的方法 自制面板滤波器 面板安装滤波器注意事项 使用?形滤波器的注意事项 电源线滤波器的基本电路 电源线滤波器的特性 改善滤波器高频特性的方法 注意插入增益问题 选择滤波器的保险方法 电源线滤波器的错误安装 电源线滤波器的错误安装 滤波器的正确安装 低通滤波器对脉冲干扰的抑制 抑制脉冲干扰的方法 解决谐波问题 板上滤波器虽然高频的滤波效果不尽如意，但是如果应用得当，可以满足大部分民用产品电磁兼容的要求。在使用时要注意以下事项： 干净地：决定在使用板上安装型滤波器后，在布线时要注意在电缆端口处留出一块“干净”地上，滤波器和连接器都安装在干净地上。通过前面的讨论，我们已经认可信号地线上的干扰是十分严重的事实，我们说这种地线是很不干净的。如果直接将电缆的滤波电容连接到这种地线上，不仅起不到较好的滤波作用，还可能造成地线上的干扰串到电缆线上，造成更严重的共模辐射问题。因此为了取得较好的滤波效果，必须准备一块干净地。干净地与信号地只能在一点连接起来，这个流通点称为 “桥”，所有信号线都应该从桥上通过，以减小信号环路面积。 滤波器要并排设置：保证导线组内所有导线的未滤波部分在一起，已滤波部分在一起。不然的话，一根导线的未滤波部分会将另一根导线的已滤波部分重新污染，使电缆整体的滤波失效。 滤波器要尽量靠近电缆的端口：使滤波器与面板之间的导线尽量短，其道理前面已经说过。必要时，使用金属遮挡板一下，其近场的隔离效果较好。 滤波器与机箱的搭接：安装滤波器的干净地要与金属机箱可靠地搭接起来，如果机箱不是金属的，应该在线路板下方设置一块较大的金属板，作为滤波地。干净地与金属机箱之间的搭接要保证很低的射频阻抗。必要时，可以考虑使用电磁密封衬垫搭接，增加搭接面积，减小射频阻抗。 滤波器接地线要短：其重要性前面已讨论，滤波器的局部布线和设计线路板与机箱（金属板）的连接结构时要特别注意。 滤波线与未滤波线分组：在端口滤波的电缆和不滤波的电缆尽量远离，防止发生上述的耦合问题。 电网中电感性开关的通断，会产生差模的脉冲干扰， 空间的电磁波（通信、雷达、雷电等）在电缆上感应出共模干扰 两台设备之间的地线电位导致共模电流 低通滤波器的阶数(元件数)越高，其过渡带越短。 过渡带与器件数量的关系：当严格按照滤波器设计方法设计滤波电路时，每增加一个器件，过渡带的斜率增加 20dB/十倍频程，或 6dB/倍频程。因此，若滤波器由N个器件构成，则过渡带的斜率为 20NdB/十倍频程，或 6NdB/倍频程。 怎样确定过渡带：两种情况下要求过渡带较短。一种情况是：干扰信号的频率与工作信号频率靠的较近时；例如，有用信号的频率为10~50MHz，干扰的频率为100MHz，需要将干扰抑制20dB（这是较低的要求），则要求滤波器的阶数至少为4阶。另一种情况是：干扰的强度较强，需要抑制量较大；例如，有用信号的频率为10MHz以下，干扰的频率为100MHz，需要将干扰抑制60dB，则要求滤波器的阶数至少为3阶 。 增加滤波器的器件数仅增加了过渡带的斜率，而不能改变滤波器的截止频率。滤波器的截止频率与滤波器件的参数有关。例如，要增加滤波器对较低频率干扰的衰减，只能通过增加电感的电感量或电容的电容量。 提示：不要试图用有源滤波器来解决电磁干扰的问题，因为有源器件（运算放大器）本身又是一个干扰发生源，由于其非线性作用，会产生新的干扰频率成分。 电磁兼容设计所面对的往往是宽带干扰信号，频率范围从几kHz到GHz以上。要滤除这么宽频带的干扰在电容和电感的使用上要十分注意。从前面的讨论知道，普通电容器很难解决这个问题。在实践中，常用这里介绍的两个方法在较宽的频率范围内获得较好的干扰