濾波技術(shù)高效應(yīng)用

1、濾波技術(shù)高效應(yīng)用一、電磁干擾濾波的概念一、電磁干擾濾波的概念 濾波器的作用是僅允許工作必須的信號頻率通過，濾波器的作用是僅允許工作必須的信號頻率通過，而對工作不必須的信號頻率有很大的衰減作用，這樣就而對工作不必須的信號頻率有很大的衰減作用，這樣就使產(chǎn)生干擾的機會減為最少。使產(chǎn)生干擾的機會減為最少。 采用濾波器可以達到分離信號、抑制干擾的目的。采用濾波器可以達到分離信號、抑制干擾的目的。采用濾波器可以顯著減小傳導干擾的電平。干擾頻譜成采用濾波器可以顯著減小傳導干擾的電平。干擾頻譜成份一般不同于有用信號的頻率，濾波器對這些與有用信份一般不同于有用信號的頻率，濾波器對這些與有用信號頻率不同的成分具有

2、良好的抑制作用，從而達到抑制號頻率不同的成分具有良好的抑制作用，從而達到抑制干擾的目的。干擾的目的。信號濾波器信號濾波器電源濾波器電源濾波器切斷干擾沿信號線或電源線傳播的路徑，與屏蔽共同構(gòu)切斷干擾沿信號線或電源線傳播的路徑，與屏蔽共同構(gòu)成完善的干擾防護。成完善的干擾防護。濾波器的作用濾波器的作用信號濾波器和電源濾波器信號濾波器和電源濾波器v安裝在電源線上的濾波器稱為電源線干擾濾安裝在電源線上的濾波器稱為電源線干擾濾波器波器v電源濾波器除了要保證滿足安全方面的要求外，還要電源濾波器除了要保證滿足安全方面的要求外，還要注意當負載電流較大時，電路中的電感不能發(fā)生飽和注意當負載電流較大時，電路中的電感

3、不能發(fā)生飽和（導致濾波器性能下降）（導致濾波器性能下降）v安裝在信號線上的濾波器稱為信號線干擾濾安裝在信號線上的濾波器稱為信號線干擾濾波器波器v信號濾波器還要考慮濾波器不能對工作信號有嚴重的信號濾波器還要考慮濾波器不能對工作信號有嚴重的影響，不能造成信號的失真影響，不能造成信號的失真干擾濾波器和一般信號濾波器的區(qū)別干擾濾波器和一般信號濾波器的區(qū)別v濾波器中用的濾波器中用的L、C 元件，通常需要處理和承受相當大的無功電元件，通常需要處理和承受相當大的無功電流和無功電壓，即它們必須具有足夠大的無功功率容量；流和無功電壓，即它們必須具有足夠大的無功功率容量；v信號處理中用的濾波器，通?？偸前醋杩雇耆?/p>

4、匹配狀態(tài)設(shè)計的，信號處理中用的濾波器，通?？偸前醋杩雇耆ヅ錉顟B(tài)設(shè)計的，所以可以保證得到預(yù)想的濾波特性。但是，在所以可以保證得到預(yù)想的濾波特性。但是，在EMC 設(shè)計中，很難設(shè)計中，很難做到這點，有時濾波器還不得不在失配狀態(tài)下運行，因此，必須做到這點，有時濾波器還不得不在失配狀態(tài)下運行，因此，必須認真考慮它們的失配特性，以保證它們在認真考慮它們的失配特性，以保證它們在0.1530 MHz 范圍內(nèi)，范圍內(nèi)，能得到足夠好的濾波特性；能得到足夠好的濾波特性；v在在EMC 設(shè)計中，濾波器主要是用來抑制因瞬態(tài)噪聲或高頻噪聲造設(shè)計中，濾波器主要是用來抑制因瞬態(tài)噪聲或高頻噪聲造成的成的EMI，所以，對濾波器所

5、用的，所以，對濾波器所用的L、C 元件寄生參數(shù)的控制，要元件寄生參數(shù)的控制，要求比較苛刻。因而，對求比較苛刻。因而，對EMI 濾波器的制作與安裝均必須認真對待；濾波器的制作與安裝均必須認真對待；vEMI 濾波器雖然是抗電磁干擾的重要元件，但是，使用時必須仔濾波器雖然是抗電磁干擾的重要元件，但是，使用時必須仔細了解其特性，并正確使用，否則，不但收不到應(yīng)有的效果，而細了解其特性，并正確使用，否則，不但收不到應(yīng)有的效果，而且有時還會導致新的噪聲。且有時還會導致新的噪聲。二、濾波器的分類二、濾波器的分類v按濾波器對頻率的選擇性能來分類，則可分為低通、高通、按濾波器對頻率的選擇性能來分類，則可分為低通、

6、高通、帶通和帶阻四種濾波器；帶通和帶阻四種濾波器；v按頻帶來分：低頻、高頻、甚高頻、超高頻和微波濾波器；按頻帶來分：低頻、高頻、甚高頻、超高頻和微波濾波器；v按網(wǎng)絡(luò)中是否含有電源來分：有源和無源濾波器。前者系含按網(wǎng)絡(luò)中是否含有電源來分：有源和無源濾波器。前者系含有源元件組成的濾波電路，而后者僅由無源元件組成；有源元件組成的濾波電路，而后者僅由無源元件組成；v按組成濾波器的元件特征來分：按組成濾波器的元件特征來分：LC 濾波器，晶體濾波器，濾波器，晶體濾波器，機械濾波器，陶瓷濾波器，螺旋濾波器等；機械濾波器，陶瓷濾波器，螺旋濾波器等；v按濾波器的功能來分：反射濾波器和吸收濾波器兩類；按濾波器的功

7、能來分：反射濾波器和吸收濾波器兩類；反射濾波器能阻止有用頻帶以外的其它成分通過并把它們反射回信反射濾波器能阻止有用頻帶以外的其它成分通過并把它們反射回信號源；號源；吸收濾波器則是將把不需要的成分吸收，以達到濾波的目的。吸收濾波器則是將把不需要的成分吸收，以達到濾波的目的。v據(jù)濾波器的應(yīng)用特點分：信號選擇濾波器和據(jù)濾波器的應(yīng)用特點分：信號選擇濾波器和EMI（電磁干擾）（電磁干擾）濾波器兩大類。濾波器兩大類。干擾濾波器的種類干擾濾波器的種類衰減衰減高通高通衰減衰減帶通帶通衰減衰減帶阻帶阻衰減衰減低通低通3dB截止頻率截止頻率低通濾波器用得最多的原因低通濾波器用得最多的原因v電磁干擾大多為頻率較高的

8、信號，因為頻率電磁干擾大多為頻率較高的信號，因為頻率越高的信號越容易輻射和耦合越高的信號越容易輻射和耦合v數(shù)字電路中許多高次諧波是電路工作所不需數(shù)字電路中許多高次諧波是電路工作所不需要的，必須濾除，以防止對其它電路的干擾要的，必須濾除，以防止對其它電路的干擾v電源濾波器多為低通濾波器電源濾波器多為低通濾波器高通濾波器用在干擾頻率比信號頻率低的場合，如在一些高通濾波器用在干擾頻率比信號頻率低的場合，如在一些靠近電源線的敏感信號線上濾除電源諧波造成的干擾?？拷娫淳€的敏感信號線上濾除電源諧波造成的干擾。帶通濾波器用在信號頻率僅占較窄帶寬的場合，如通信接帶通濾波器用在信號頻率僅占較窄帶寬的場合，如通

9、信接收機的的天線端口上要安裝帶通濾波器，僅允許通信信號收機的的天線端口上要安裝帶通濾波器，僅允許通信信號通過。通過。帶阻濾波器用在干擾頻率帶寬較窄，而信號頻率較寬的場帶阻濾波器用在干擾頻率帶寬較窄，而信號頻率較寬的場合，如距離大功率電臺很近的設(shè)備電纜端口處要安裝阻帶合，如距離大功率電臺很近的設(shè)備電纜端口處要安裝阻帶頻率等于電臺發(fā)射頻率的帶阻濾波器。頻率等于電臺發(fā)射頻率的帶阻濾波器。低通濾波器類型低通濾波器類型C TL反反 1電容濾波器電容濾波器C實際電容濾波器的等效電路實際電容濾波器的等效電路實際電容濾波器的頻響特性曲線實際電容濾波器的頻響特性曲線2電感濾波器電感濾波器L實際電感濾波器的等效電

10、路及頻響特性曲線實際電感濾波器的等效電路及頻響特性曲線差模扼流圈差模扼流圈單根線圈繞在磁損較大的鐵芯上，串聯(lián)在單根導線上單根線圈繞在磁損較大的鐵芯上，串聯(lián)在單根導線上共模扼流圈共模扼流圈 兩個相同的線圈繞在同一個磁損較小的鐵氧體芯上，可插入兩根兩個相同的線圈繞在同一個磁損較小的鐵氧體芯上，可插入兩根信號線中，同時抑制兩根線上的共模噪聲。信號線中，同時抑制兩根線上的共模噪聲。3電源濾波器電源濾波器對于交流和直流均適用，同時對差模干擾和共模干擾起作用對于交流和直流均適用，同時對差模干擾和共模干擾起作用典型的實際電源濾波器典型的實際電源濾波器三、濾波電路的選擇三、濾波電路的選擇 源阻抗源阻抗 電路結(jié)

11、構(gòu)電路結(jié)構(gòu) 負載阻抗負載阻抗 高高 C、 、多級、多級 高高 高高 、多級、多級 低低 低低 反反 、多級反、多級反 高高 低低 L、多級、多級L 低低 規(guī)律：電容對應(yīng)高阻，電感對應(yīng)低阻規(guī)律：電容對應(yīng)高阻，電感對應(yīng)低阻在實際中，哪一種濾波器有效主要靠試驗的結(jié)果確定在實際中，哪一種濾波器有效主要靠試驗的結(jié)果確定四、濾波器的特性參數(shù)四、濾波器的特性參數(shù)v頻率特性頻率特性頻率特性是指濾波器對頻率的響應(yīng)特性，表征頻率特性的參數(shù)有帶通濾波器的中心頻率，低通和高通濾波器的截止頻率v額定電流額定電流額定電流一般指濾波器使用時允許流過的最大工作電流值v額定電壓額定電壓額定電壓指使用時允許加在濾波器上的電壓的最

12、大值v工作環(huán)境溫度工作環(huán)境溫度濾波器對其使用的環(huán)境溫度也有一定的要求。否則將導致組成濾波器的元件的性能下降或者失效v插入損耗插入損耗插入損耗是濾波器重要的電氣性能參數(shù)插入損耗的定義插入損耗的定義 插入損耗是指設(shè)備在插入濾波器前和插入濾波器后承受插入損耗是指設(shè)備在插入濾波器前和插入濾波器后承受的電磁干擾的電平之比。的電磁干擾的電平之比。EMI 濾波器的插入損耗越高，對電磁干擾信號的抑制作用就越強。濾波器的插入損耗越高，對電磁干擾信號的抑制作用就越強。共模電流和差模電流共模電流和差模電流 電纜上的干擾按照干擾電流的流動路徑分為共模干擾電流和差電纜上的干擾按照干擾電流的流動路徑分為共模干擾電流和差模

13、干擾電流兩種，由于對這兩種干擾電流的濾波方法不相同，因此模干擾電流兩種，由于對這兩種干擾電流的濾波方法不相同，因此在進行濾波設(shè)計之前必須了解所面對的干擾電流的種類在進行濾波設(shè)計之前必須了解所面對的干擾電流的種類五、信號濾波器的安裝五、信號濾波器的安裝無屏蔽的場合：無屏蔽的場合：濾波器靠近被濾波導線的靠近器件或線路板一端有屏蔽的場合：在屏蔽界面上有屏蔽的場合：在屏蔽界面上板上濾波器板上濾波器面板濾波器面板濾波器板上濾波器的注意事項板上濾波器的注意事項濾波器要并排安裝濾波器要并排安裝線路板的干凈地與金屬機線路板的干凈地與金屬機箱或大金屬板緊密搭接箱或大金屬板緊密搭接為濾波設(shè)置干凈地為濾波設(shè)置干凈地在接口處設(shè)置檔板在接口處設(shè)置檔板濾波器靠近接口濾波器靠近接口面板安裝濾波器注意事項面板安裝濾波器注意事項濾波器與面板之濾波器與面板之間必須使用電磁間必