第6章-电磁干扰抑制滤波技术优秀PPT.ppt

第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术6.1 滤波器的特性与分类滤波器的特性与分类6.2 低通滤波器低通滤波器6.4 高通滤波器高通滤波器6.5 6.5 有源滤波器有源滤波器有源滤波器有源滤波器6.3 6.3 电容、电感的高频特性电容、电感的高频特性电容、电感的高频特性电容、电感的高频特性6.7 反射式和吸取式混合运用反射式和吸取式混合运用6.8 电源滤波器电源滤波器6.6 吸取型滤波器吸取型滤波器6.9 滤波器的选用与安装滤波器的选用与安装第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术uu滤波器作用滤波器作用滤波器作用滤波器作用：抑制传导干扰：抑制传导干扰：抑制传导干扰：抑制传导干扰uu工作原理工作原理工作原理工作原理uu 在确定的通频在确定的通频在确定的通频在确定的通频带内，滤波器的衰减带内，滤波器的衰减带内，滤波器的衰减带内，滤波器的衰减很小，能量简洁地通很小，能量简洁地通很小，能量简洁地通很小，能量简洁地通过。在此通频带之外过。在此通频带之外过。在此通频带之外过。在此通频带之外则衰减很大，抑制了则衰减很大，抑制了则衰减很大，抑制了则衰减很大，抑制了能量的传输。能量的传输。能量的传输。能量的传输。滤波器作用滤波器作用滤波器作用滤波器作用：抑制传导干扰：抑制传导干扰：抑制传导干扰：抑制传导干扰 信号滤波器信号滤波器信号滤波器信号滤波器 电源滤波器电源滤波器电源滤波器电源滤波器第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术满足电源线干扰放射和抗扰度要求满足电源线干扰放射和抗扰度要求第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术满足抗扰度及设备辐射放射要求满足抗扰度及设备辐射放射要求第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术(1)(1)插入损耗插入损耗插入损耗插入损耗（ILIL）6.1 6.1 滤波器的特性与分类滤波器的特性与分类滤波器的特性与分类滤波器的特性与分类衡量滤波器性能的主要指标。定义：衡量滤波器性能的主要指标。定义：衡量滤波器性能的主要指标。定义：衡量滤波器性能的主要指标。定义：1.1.特性特性特性特性：U U1 1 未接入滤波器，信号源在负载上建立的电压；未接入滤波器，信号源在负载上建立的电压；未接入滤波器，信号源在负载上建立的电压；未接入滤波器，信号源在负载上建立的电压；U U2 2 接入滤波器，信号源在负载上建立的电压。接入滤波器，信号源在负载上建立的电压。接入滤波器，信号源在负载上建立的电压。接入滤波器，信号源在负载上建立的电压。uuILIL与信号源频率、源阻抗、负载阻抗等因素有关。与信号源频率、源阻抗、负载阻抗等因素有关。与信号源频率、源阻抗、负载阻抗等因素有关。与信号源频率、源阻抗、负载阻抗等因素有关。插入损耗，频率特性，阻抗特性，额定电流；外形尺插入损耗，频率特性，阻抗特性，额定电流；外形尺寸，工作环境，牢靠性等。寸，工作环境，牢靠性等。第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术(2)(2)频率特性频率特性频率特性频率特性插入损耗随频率的变更插入损耗随频率的变更插入损耗随频率的变更插入损耗随频率的变更频率特性频率特性频率特性频率特性通带：信号无衰减通过滤波器的频率范围通带：信号无衰减通过滤波器的频率范围通带：信号无衰减通过滤波器的频率范围通带：信号无衰减通过滤波器的频率范围阻带：受到很大衰减的频率范围阻带：受到很大衰减的频率范围阻带：受到很大衰减的频率范围阻带：受到很大衰减的频率范围按频率划分：低通、高通、带通、带阻四种类型。按频率划分：低通、高通、带通、带阻四种类型。按频率划分：低通、高通、带通、带阻四种类型。按频率划分：低通、高通、带通、带阻四种类型。频率特性参数：中心频率、截止频率、最低运用频率、最高频率特性参数：中心频率、截止频率、最低运用频率、最高频率特性参数：中心频率、截止频率、最低运用频率、最高频率特性参数：中心频率、截止频率、最低运用频率、最高 运用频率等。运用频率等。运用频率等。运用频率等。衰减衰减衰减衰减f f低通低通低通低通衰减衰减衰减衰减f f高通高通高通高通衰减衰减衰减衰减f f带通带通带通带通衰减衰减衰减衰减带阻带阻带阻带阻f f第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术2.2.分类分类分类分类反射式反射式反射式反射式吸收式吸收式吸收式吸收式按原理：按原理：按原理：按原理：信号选择滤波器信号选择滤波器信号选择滤波器信号选择滤波器EMIEMI滤波器滤波器滤波器滤波器按用途：按用途：按用途：按用途：有源有源有源有源无源（无源（无源（无源（LCLC）按工作条件：按工作条件：按工作条件：按工作条件：(3)(3)阻抗特性阻抗特性阻抗特性阻抗特性：滤波器的输入阻抗、输出阻抗滤波器的输入阻抗、输出阻抗滤波器的输入阻抗、输出阻抗滤波器的输入阻抗、输出阻抗(4)(4)额定电压额定电压额定电压额定电压：输入滤波器的最高允许电压值输入滤波器的最高允许电压值输入滤波器的最高允许电压值输入滤波器的最高允许电压值(5)(5)额定电流额定电流额定电流额定电流:不降低滤波器插入损耗效能的最大运用电流不降低滤波器插入损耗效能的最大运用电流不降低滤波器插入损耗效能的最大运用电流不降低滤波器插入损耗效能的最大运用电流按频率按频率按频率按频率:低通、高通、带通、带低通、高通、带通、带低通、高通、带通、带低通、高通、带通、带阻阻阻阻第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术3.EMI3.EMI滤波器的特点滤波器的特点滤波器的特点滤波器的特点 工作在阻抗失配的条件下；（干扰源的频率阻抗特性变工作在阻抗失配的条件下；（干扰源的频率阻抗特性变工作在阻抗失配的条件下；（干扰源的频率阻抗特性变工作在阻抗失配的条件下；（干扰源的频率阻抗特性变更范围很宽）更范围很宽）更范围很宽）更范围很宽）可能出现饱和效应；（干扰源的电平变更幅度大）可能出现饱和效应；（干扰源的电平变更幅度大）可能出现饱和效应；（干扰源的电平变更幅度大）可能出现饱和效应；（干扰源的电平变更幅度大）高频特性特别困难；（干扰源的频带范围很宽）高频特性特别困难；（干扰源的频带范围很宽）高频特性特别困难；（干扰源的频带范围很宽）高频特性特别困难；（干扰源的频带范围很宽）应具有较高的牢靠性；（干扰源工作频率范围宽，具应具有较高的牢靠性；（干扰源工作频率范围宽，具应具有较高的牢靠性；（干扰源工作频率范围宽，具应具有较高的牢靠性；（干扰源工作频率范围宽，具有较大的脉冲电流、电压）有较大的脉冲电流、电压）有较大的脉冲电流、电压）有较大的脉冲电流、电压）第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术6.2 6.2 低通滤波器低通滤波器低通滤波器低通滤波器 电磁干扰滤波器主要是低通滤波器，用在干扰信号频率比上电磁干扰滤波器主要是低通滤波器，用在干扰信号频率比上作信号频率高的场合：作信号频率高的场合：数字脉冲电路是一种主要的电磁干扰源，脉冲信号有丰富的数字脉冲电路是一种主要的电磁干扰源，脉冲信号有丰富的 高次谐波，是很强的干扰源。高次谐波，是很强的干扰源。高频电磁波更简洁被接收，对设备造成电磁干扰的电磁场的高频电磁波更简洁被接收，对设备造成电磁干扰的电磁场的 频率较高，在电路中产生的噪声电压、电流也是高频的。频率较高，在电路中产生的噪声电压、电流也是高频的。当导线上有传导电流时，电流的频率越高，越简洁产生辐射。当导线上有传导电流时，电流的频率越高，越简洁产生辐射。导线或电缆之间由于存在杂散电容和互感，会产生相互的串导线或电缆之间由于存在杂散电容和互感，会产生相互的串 扰，频率越高串扰越严峻。扰，频率越高串扰越严峻。第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术1.1.常见形式常见形式常见形式常见形式并联电容型；串联电感型；并联电容型；串联电感型；并联电容型；串联电感型；并联电容型；串联电感型；型；反型；反型；反型；反 型；型；型；型；T T型型型型 ；型等型等型等型等RCURURRLUCRLRCURL等RCRL等URL等CRLURC第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术uu无源滤波器的端口网络特性无源滤波器的端口网络特性无源滤波器的端口网络特性无源滤波器的端口网络特性其中其中其中其中端口网络：端口网络：端口网络：端口网络：ZL滤波滤波网络网络UgZgU1I1I2U22.2.插入损耗插入损耗插入损耗插入损耗终端开路电压终端开路电压反射系数反射系数输入阻抗：输入阻抗：输入阻抗：输入阻抗：终端短路终端短路耦合阻抗耦合阻抗终端开路终端开路耦合导纳耦合导纳终端短路电终端短路电流反射系数流反射系数第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术ZL滤波滤波网络网络UgZgU1I1I2U2无滤波器网络时无滤波器网络时无滤波器网络时无滤波器网络时故插入损耗故插入损耗故插入损耗故插入损耗uu无源滤波器的插入损耗无源滤波器的插入损耗无源滤波器的插入损耗无源滤波器的插入损耗第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术 C型：型：RUgRU1I1I2U2C第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术 L型：型：RUgRU1I1I2U2L等第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术 型：型：CRUgRU1I1I2U2L等第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术 反反型：型：IL 同同型。型。RUgRU1I1I2U2CL等第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术插入损耗：插入损耗：插入损耗：插入损耗：型：型：L型：型：T型：型：C型：型：型：型：第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术3.3.低通滤波器的设计低通滤波器的设计低通滤波器的设计低通滤波器的设计3dB3dB截止点：截止点：截止点：截止点：RUgRCR=1C=2F3dB3dB截止点截止点截止点截止点通带通带通带通带阻带阻带阻带阻带010203040ILIL(dB)(dB)0.1 1 10 1000.1 1 10 100(1)(1)低通原型滤波器低通原型滤波器低通原型滤波器低通原型滤波器其中其中其中其中截止角频率截止角频率 ：对应于：对应于3dB截截 止点的角频率止点的角频率原型滤波器：原型滤波器：第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术RUgRL等R=1L=2HL型原型滤波器型原型滤波器型：型：第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术 带宽换算带宽换算带宽换算带宽换算换算后换算后换算后换算后换算前换算前换算前换算前（2 2）由原型滤波器设计实际滤波器）由原型滤波器设计实际滤波器）由原型滤波器设计实际滤波器）由原型滤波器设计实际滤波器 带宽换算带宽换算带宽换算带宽换算阻抗换算阻抗换算阻抗换算阻抗换算宽带与阻抗综合换算宽带与阻抗综合换算宽带与阻抗综合换算宽带与阻抗综合换算1Ug1CaUg等11LaC 型：型：换算前换算前换算前换算前L型：型：换算后换算后换算后换算后令令令令第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术 阻抗换算阻抗换算阻抗换算阻抗换算令令令令 L L型：型：型：型：RaUgCaRaUg等LaRaRaC C型：型：型：型：第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术 宽带与阻抗综合换算宽带与阻抗综合换算宽带与阻抗综合换算宽带与阻抗综合换算RaUgCaRaUg等LaRaRaL L型：型：型：型：C C型：型：型：型：第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术例例例例：设计阻抗为：设计阻抗为：设计阻抗为：设计阻抗为5050，截止频率，截止频率，截止频率，截止频率f f c c =1MHz=1MHz 的低通滤波器。的低通滤波器。的低通滤波器。的低通滤波器。L L型：型：型：型：C C型：型：型：型：50UgC=6400pF50Ug等L=16H5050第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术4.4.多级滤波器多级滤波器多级滤波器多级滤波器uu过渡带与滤波器阶数（过渡带与滤波器阶数（过渡带与滤波器阶数（过渡带与滤波器阶数（L L、C C器件数）的关系：器件数）的关系：器件数）的关系：器件数）的关系：对于对于n阶滤波器，过渡带的斜率按阶滤波器，过渡带的斜率按20ndB/10倍频倍频或或6ndB/倍倍频频增加增加。增加滤波器的阶数仅增加了增加滤波器的阶数仅增加了过渡带的斜率，而不变更滤波器过渡带的斜率，而不变更滤波器的截止频率。的截止频率。1 1 1 1阶阶阶阶2 2 2 2阶阶阶阶3 3 3 3阶阶阶阶4 4 4 4阶阶阶阶第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术二阶原型滤波器：二阶原型滤波器：二阶原型滤波器：二阶原型滤波器：UC1L1CU1L1第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术三阶原型滤波器：三阶原型滤波器：三阶原型滤波器：三阶原型滤波器：型型:T型：型：2F11H等U11H等1F12HU11F第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术例例例例：设天线的工作频率为：设天线的工作频率为：设天线的工作频率为：设天线的工作频率为230MHz230MHz，输入阻抗为，输入阻抗为，输入阻抗为，输入阻抗为7272，干扰频率，干扰频率，干扰频率，干扰频率 为为为为666672MHz72MHz，要求带外衰减，要求带外衰减，要求带外衰减，要求带外衰减30dB30dB，设计低通滤波器。，设计低通滤波器。，设计低通滤波器。，设计低通滤波器。解解解解：最低截止频率：最低截止频率：最低截止频率：最低截止频率 30MHz30MHz，取，取，取，取32MHz32MHz。最低干扰频率。最低干扰频率。最低干扰频率。最低干扰频率f fi i 66MHz,66MHz,则则则则 要求：要求：要求：要求：6 6n ndBdB/倍频倍频倍频倍频 30dB30dB，则，则，则，则n n55，取，取，取，取n n5 5。换算：换算：换算：换算：5 5级原型滤波器的参数为级原型滤波器的参数为级原型滤波器的参数为级原型滤波器的参数为 第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术6.3 6.3 电容、电感的高频特性电容、电感的高频特性电容、电感的高频特性电容、电感的高频特性谐振点：谐振点：谐振点：谐振点：1.1.电容的频率特性电容的频率特性电容的频率特性电容的频率特性引线长引线长引线长引线长1.6mm1.6mm的陶瓷电容器的陶瓷电容器的陶瓷电容器的陶瓷电容器C低频模型低频模型低频模型低频模型RCL高频模型高频模型高频模型高频模型电容量电容量电容量电容量谐振频率谐振频率谐振频率谐振频率(MHz)(MHz)1 1 F F1.71.7 0.01 0.01 F F12.612.6 3300 3300 p pF F19.319.3 1100 1100 p pF F3333 330 330 p pF F6060uu阻抗频率特性阻抗频率特性阻抗频率特性阻抗频率特性理想电容理想电容理想电容理想电容阻抗频率特性曲线阻抗频率特性曲线阻抗频率特性曲线阻抗频率特性曲线实际电容实际电容实际电容实际电容第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术uu巧用谐振点：通过调整电容量和引线长度，使谐振点恰好落巧用谐振点：通过调整电容量和引线长度，使谐振点恰好落巧用谐振点：通过调整电容量和引线长度，使谐振点恰好落巧用谐振点：通过调整电容量和引线长度，使谐振点恰好落uu 在干扰频率上（旁边），提高滤波效果。在干扰频率上（旁边），提高滤波效果。在干扰频率上（旁边），提高滤波效果。在干扰频率上（旁边），提高滤波效果。uu对滤波特性的影响对滤波特性的影响对滤波特性的影响对滤波特性的影响 uu提高谐振频率的方法提高谐振频率的方法提高谐振频率的方法提高谐振频率的方法：尽量缩短引线长度；：尽量缩短引线长度；：尽量缩短引线长度；：尽量缩短引线长度；当角频率当角频率 时，会发生串联谐振，这时电时，会发生串联谐振，这时电容的阻抗最小，滤波效果最好，超过谐振点后，电容器的阻抗呈容的阻抗最小，滤波效果最好，超过谐振点后，电容器的阻抗呈现电感阻抗特性现电感阻抗特性 随频率的升高而增加，滤波效果开始变差。随频率的升高而增加，滤波效果开始变差。选用电感较小的种类。选用电感较小的种类。选用电感较小的种类。选用电感较小的种类。uu一个常见的错误一个常见的错误一个常见的错误一个常见的错误：加大电容量来提高干扰抑制效果。：加大电容量来提高干扰抑制效果。：加大电容量来提高干扰抑制效果。：加大电容量来提高干扰抑制效果。第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术uu克服电容非志向性的方法克服电容非志向性的方法克服电容非志向性的方法克服电容非志向性的方法带宽干扰信号，带宽干扰信号，带宽干扰信号，带宽干扰信号，以上。以上。以上。以上。大小电容并联大小电容并联大小电容并联大小电容并联：大电容谐振点低，小电容谐振点高。大电容抑：大电容谐振点低，小电容谐振点高。大电容抑：大电容谐振点低，小电容谐振点高。大电容抑：大电容谐振点低，小电容谐振点高。大电容抑 制低频干扰，小电容抑制高频干扰。制低频干扰，小电容抑制高频干扰。制低频干扰，小电容抑制高频干扰。制低频干扰，小电容抑制高频干扰。RUgR大电容大电容大电容大电容小电容小电容小电容小电容电容电容电容电容并联并联并联并联LCLC并联并联并联并联电感电感电感电感并联并联并联并联问题问题问题问题：大小电容的谐振频率点间，大电容呈电感性，小电容呈电：大小电容的谐振频率点间，大电容呈电感性，小电容呈电：大小电容的谐振频率点间，大电容呈电感性，小电容呈电：大小电容的谐振频率点间，大电容呈电感性，小电容呈电 容性。构成容性。构成容性。构成容性。构成LCLC并联网络，在某个频率点上出现并联谐振。并联网络，在某个频率点上出现并联谐振。并联网络，在某个频率点上出现并联谐振。并联网络，在某个频率点上出现并联谐振。并联电容并联电容并联电容并联电容第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术不同值电容的谐振不同值电容的谐振不同值电容的谐振不同值电容的谐振第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术 三端电容三端电容三端电容三端电容三端电容：构成三端电容：构成三端电容：构成三端电容：构成 一个一个一个一个T T形滤波器。形滤波器。形滤波器。形滤波器。问题问题问题问题：引线间电容耦合，另一引线的电感（：引线间电容耦合，另一引线的电感（：引线间电容耦合，另一引线的电感（：引线间电容耦合，另一引线的电感（300MHz 300MHz 以下）以下）以下）以下）RUgR三端三端三端三端电容电容电容电容普通电容普通电容普通电容普通电容第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术 穿心电容穿心电容穿心电容穿心电容（馈通电容）（馈通电容）（馈通电容）（馈通电容）结构结构：第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术穿心电容特点穿心电容特点：接地电感小；：接地电感小；输入输出无耦合。输入输出无耦合。以穿心电容为基础的馈以穿心电容为基础的馈通滤波器广泛应用于通滤波器广泛应用于RF滤波滤波第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术穿心电容的插入损耗穿心电容的插入损耗第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术谐振点：谐振点：谐振点：谐振点：2.2.电感的频率特性电感的频率特性电感的频率特性电感的频率特性绕在铁粉芯上的电感绕在铁粉芯上的电感绕在铁粉芯上的电感绕在铁粉芯上的电感电感量电感量电感量电感量(H)H)谐振频率谐振频率谐振频率谐振频率(MHz)(MHz)3.43.445458.88.8282868685.75.71251252.62.65005001.21.2uu阻抗频率特性阻抗频率特性阻抗频率特性阻抗频率特性低频模型低频模型低频模型低频模型LRCL高频模型高频模型高频模型高频模型理想电感理想电感理想电感理想电感阻抗频率特性曲线阻抗频率特性曲线阻抗频率特性曲线阻抗频率特性曲线实际电感实际电感实际电感实际电感第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术电感寄生电容的来源电感寄生电容的来源磁芯为导体时，磁芯为导体时，CTC为主要因素，为主要因素，磁芯为非导体时，磁芯为非导体时，CTT为主要因素。为主要因素。第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术关键减小寄生电容关键减小寄生电容关键减小寄生电容关键减小寄生电容单层绕制单层绕制单层绕制单层绕制多层绕制方法：边绕边重叠多层绕制方法：边绕边重叠多层绕制方法：边绕边重叠多层绕制方法：边绕边重叠分段绕制分段绕制分段绕制分段绕制多电感串联多电感串联多电感串联多电感串联uu克服电感线圈非志向性的方法克服电感线圈非志向性的方法克服电感线圈非志向性的方法克服电感线圈非志向性的方法第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术改善滤波器的高频特性改善滤波器的高频特性第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术6.4 6.4 高通滤波器高通滤波器高通滤波器高通滤波器(1)网络结构网络结构 将低通滤波器网络中全部电容器与电感器互换将低通滤波器网络中全部电容器与电感器互换RUgCRUg等LRRUgCRR低通低通低通低通高通高通高通高通RUgLR设计方法设计方法设计方法设计方法：对偶变换：对偶变换：对偶变换：对偶变换用于抑制信号通路上的交流电流分量或抑制某个特定的低用于抑制信号通路上的交流电流分量或抑制某个特定的低频外来信号。频外来信号。第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术(3)将高通原型滤波器电路中各将高通原型滤波器电路中各L、C 和和 R 值按低通滤波器相同值按低通滤波器相同 的方式进行参数变换的方式进行参数变换:(2)将低通原型滤波器电路中各将低通原型滤波器电路中各 L 值和值和 C 值取其倒数作为高通值取其倒数作为高通 原型滤波器对应的原型滤波器对应的C 值和值和 L 值值Ug11LhUgCh11第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术例例例例：设计一个高通滤波器，指标要求：设计一个高通滤波器，指标要求：设计一个高通滤波器，指标要求：设计一个高通滤波器，指标要求：解解解解：即即即即12.312.3n ndB dB/倍频倍频倍频倍频 70dB70dB，则，则，则，则n n6 6 低通原型：低通原型：低通原型：低通原型：高通原型元件值：高通原型元件值：高通原型元件值：高通原型元件值：第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术换算出高通的最终元件值：换算出高通的最终元件值：换算出高通的最终元件值：换算出高通的最终元件值：第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术Ug600600Lh1Ch2Lh3Ch4Lh5Ch6Ug600600Ch2Lh3Ch4Lh5Ch6Lh1高通滤波电路高通滤波电路第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术带通滤波器带通滤波器UgR RLp1Cs1Cp1Lp2Cs2Cp2Ls1Ls2UgR RLp1Cp1Cp2Lp2Cs1Ls1Cs2Ls2带阻滤波器带阻滤波器第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术6.5 6.5 有源滤波器有源滤波器有源滤波器有源滤波器uu方法：接受电路技术模拟电感和电容特性。方法：接受电路技术模拟电感和电容特性。方法：接受电路技术模拟电感和电容特性。方法：接受电路技术模拟电感和电容特性。uu特点特点特点特点：功率大，体积小，重量轻：功率大，体积小，重量轻：功率大，体积小，重量轻：功率大，体积小，重量轻 三种类型三种类型三种类型三种类型：有源电感滤波器：用有源器件模拟电感元件的频率特性，有源电感滤波器：用有源器件模拟电感元件的频率特性，对干扰信号形成高阻抗电路。对干扰信号形成高阻抗电路。L电压放大器电压放大器第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术 有源电容滤波器：用有源器件模拟电容元件的频率特性，有源电容滤波器：用有源器件模拟电容元件的频率特性，对干扰信号形成低阻抗电路。对干扰信号形成低阻抗电路。C第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术 对消滤波器：产生干扰电流振幅相等、相位相反的反馈电对消滤波器：产生干扰电流振幅相等、相位相反的反馈电 流，抵制干扰。流，抵制干扰。用于抑制电源线路干扰的对消滤波器用于抑制电源线路干扰的对消滤波器第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术6.6 吸取型滤波器吸取型滤波器吸取型滤波器：由有耗元件构成，将信号中不须要的频率重量的吸取型滤波器：由有耗元件构成，将信号中不须要的频率重量的 能量消耗在滤波器中。能量消耗在滤波器中。1.铁氧体的阻抗特性铁氧体的阻抗特性 低频低频：呈现电感性阻抗。磁导率高，损耗小。呈现电感性阻抗。磁导率高，损耗小。高频高频：阻抗呈现电阻性。随频率增加，磁导率下降，电感减阻抗呈现电阻性。随频率增加，磁导率下降，电感减 小，但损耗增加。高频信号通过铁氧体时，电磁能量小，但损耗增加。高频信号通过铁氧体时，电磁能量 以热的形式耗散。以热的形式耗散。第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术铁氧体的阻抗特性铁氧体的阻抗特性第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术 电流对铁氧体的影响电流对铁氧体的影响 低频时，影响较大；低频时，影响较大；高频时影响不大。高频时影响不大。当穿过铁氧体中的导线中流过电流时，令在铁氧体磁心当穿过铁氧体中的导线中流过电流时，令在铁氧体磁心中产生磁场。当磁场强度超过确定量值时，磁感发生饱和，中产生磁场。当磁场强度超过确定量值时，磁感发生饱和，磁导率急剧下降，电感量减小。磁导率急剧下降，电感量减小。第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术电缆滤波器电缆滤波器 特点：体积小，特点：体积小，具有志向的高频衰减特性。具有志向的高频衰减特性。芯线芯线铁氧体铁氧体绝缘层绝缘层绝缘外套绝缘外套屏蔽层屏蔽层将铁氧体材料填充在电缆中制成电缆滤波器。将铁氧体材料填充在电缆中制成电缆滤波器。第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术滤波连接器滤波连接器 将铁氧体干脆组装到电缆连接器内。将铁氧体干脆组装到电缆连接器内。外套第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术铁氧体磁环铁氧体磁环第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术6.7 反射式和吸取式混合运用反射式和吸取式混合运用 将反射式滤波器与吸取式滤波器串接起来，既有陡峭的频率将反射式滤波器与吸取式滤波器串接起来，既有陡峭的频率特性，又有很高的阻带衰减，可以更好地抑制高频干扰。特性，又有很高的阻带衰减，可以更好地抑制高频干扰。测量极限测量极限fIL030-60低通滤波器的损耗特性低通滤波器的损耗特性 测量极限测量极限fIL030-60接入吸收线后的低通滤接入吸收线后的低通滤波器的损耗特性波器的损耗特性第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术6.8 电源滤波器电源滤波器 作用：限制进入设备的传导干扰电平，又限制设备向电网放射作用：限制进入设备的传导干扰电平，又限制设备向电网放射 传导干扰。传导干扰。电源线中的干扰电源线中的干扰：共模干扰和差模干扰：共模干扰和差模干扰差模干扰差模干扰差模干扰差模干扰电子电子设备设备相线相线相线相线地线地线地线地线中线中线中线中线共模干扰共模干扰共模干扰共模干扰第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术电子电子设备设备相线相线相线相线地线地线地线地线中线中线中线中线共模干扰滤波共模干扰滤波电子电子设备设备相线相线相线相线地线地线地线地线中线中线中线中线差模干扰滤波差模干扰滤波第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术以下以下第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术6.9 滤波器的选用与安装滤波器的选用与安装干扰频率、干扰量级、环境条件干扰频率、干扰量级、环境条件 滤波器的选用滤波器的选用额定电流：设备额定电流的额定电流：设备额定电流的1.2倍倍额定电压：略大于设备额定电压额定电压：略大于设备额定电压插入损耗插入损耗:厂家所给出的值，一般是在厂家所给出的值，一般是在50/50标准测标准测 量法下测得的，应在设备实际须要的插入损量法下测得的，应在设备实际须要的插入损 耗上再加上耗上再加上20dB的余量。的余量。第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术 截止频率的选择必需保证滤波器的通带覆盖功能性信号的截止频率的选择必需保证滤波器的通带覆盖功能性信号的带宽，保证设备正常工作，同时最大限度地滤除不必要的高频带宽，保证设备正常工作，同时最大限度地滤除不必要的高频干扰。干扰。对于数字脉冲信号，其截止频率可定为对于数字脉冲信号，其截止频率可定为1/tr，tr是脉冲是脉冲的上升的上升/下降时间；下降时间；在选用信号线滤波器时，应细致考虑其截止频率。在选用信号线滤波器时，应细致考虑其截止频率。对于周期性脉冲信号，可以取脉冲重复频率的对于周期性脉冲信号，可以取脉冲重复频率的15倍为截倍为截止频率。止频率。对于模拟信号，只要截止频率大于信号的带宽即可；对于模拟信号，只要截止频率大于信号的带宽即可；第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术l滤波器的滤波性能与设备的阻抗特性亲密相关滤波器的滤波性能与设备的阻抗特性亲密相关l滤波器的滤波性能可能随设备运行状态的变更而变更滤波器的滤波性能可能随设备运行状态的变更而变更l滤波器是否满足要求只能由实际的测试来确定滤波器是否满足要求只能由实际的测试来确定不存在通用或普适的滤波器不存在通用或普适的滤波器!第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术 阻抗匹配：阻抗匹配：低低高高CL等低低低低L高高高高C高高低低CL第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术留意插入损耗的增益问题留意插入损耗的增益问题第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术滤波器的滤波器的安装安装位置位置:电源线滤波器应安装在离设备电源入口尽量靠近的地方电源线滤波器应安装在离设备电源入口尽量靠近的地方引线尽可能短引线尽可能短PCB滤滤 波波器器第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术输入端与输出端屏蔽隔离。输入端与输出端屏蔽隔离。第第6 6章章 抑制电磁干扰的滤波技术抑制电磁干扰的滤波技术良好的屏蔽接地良好的屏蔽接地 滤波器的屏蔽外壳必滤波器的屏蔽外壳必需与设备的金属机壳实现需与设备的金属机壳实现牢靠的电气接触，设备的牢靠的电气接触，设备的金属机壳应牢靠接大地。金属机壳应牢靠接大地。PCB滤波器滤波器绝缘层绝缘层