防电磁干扰的重要措施97国际游戏app-

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　　防电磁干扰的重要措施-一滤波技术 1、概述 防电磁干扰有三项措施，即屏蔽、滤波和接地。往往单纯采用屏蔽不能提供完整的电磁干扰防护，因为设备或系统 上的电缆才是最有效的干扰接收与发射天线。许多设备单台做电磁兼容实验时都没有问题，但当两台设备连接起来以后， 就不满足电磁兼容的要求了，这就是电缆起了接收和辑射天线的作用。唯一的措施就是加滤波器，切断电磁干扰沿信号线 或电源线传播的路径，与屏蔽共同够成完善的电磁干扰防护，无论是抑制干扰源、消除耦合或提高接收电路的抗能力，都 可以采用滤波技术。 2、滤波器的分类 滤波器是由集中参数的电阻、电感和电容，或分布参数的电阻、电感和电容构成的一种网络。这种网络允许些频 率通过，而对其它频率成份加以抑制。滤波器按类型一般分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器、吸收 滤波器、有源滤波器和专用通滤波器。滤波器按电路一般分为单容型（C型）、单电感型（L型）、「型、反「型、T型和p型。不同结构的电路合适于不同的源阻抗和负载阻抗，见图I所示。 T型滤波器适用于信号源内阻和负载电阻 T型滤波器适用于信号源内阻和负载电阻比较小（如低于50C）的情况，p型漉波器适用于信号源内阻和负载电阻 T型滤波器适用于信号源内阻和负载电阻比较小（如低于50C）的情况，p型漉波器适用于信号源内阻和负载电阻 T型滤波器适用于信号源内阻和负载电阻比较小（如低于50C）的情况，p型漉波器适用于信号源内阻和负载电阻 都比较高的情况，当信号源内阻和负载电阻不相等时，可以选用L型或C型滤波电路，对于低信号源阻抗和高负载阻抗, 可选L型滤波器，反之，可选用C型谑波器。选用不同型式的滤波器，有助于减少信号源内阻和负载电阻对滤波器频率特 性的影响。 3.滤波器的衰减特性 滤波器最审要特性是对干扰的衰减特性，即插入损耗。 式中：EdB—滤波器的插入损耗（dB）; 5—干扰信号通过滤波器后在负载电阻上的电压（V）； V2—在没有滤波器时,干扰信号在负载电阻上的电压（V）： 低通滤波弱是电磁兼容技术中采用最多的?种涯波器。 S四二 101og（l+ S四二 101og（l+尸2） 式中：F=p fRC f—频率（Hz）: R—信号源和负载电阻（C）； C—滤波电容（F）. czzo~AAAr RL 勺 S J 式中:F=p njr L-滤波线圈的电感量（H）。 其它型式的低通滤波器的插入损耗- - 10 log (1-出2￡C) - 10 log (1-出2￡C)((OL _ d氏 + 心｛ 2 ]] - 10 log (1-出2￡C) 假设信号源内阻RS和负载电阻RL的数值相等，即RS=RL=R,那么对于T型低通滤波器。 对于n型低通滤波器： = 10102 （1 -o2LCy +（把-必受 +心8] 曲 [[1R2） 对于L型低通滤波器： 匕一191+（公及+当=10 logr勺二 .滤波器的选择 根据干扰源的特性、频率范围、电压和阻抗等参数及负载特性的要求，适中选择滤涉及，一般考虑：其要求电 磁干扰滤波器在相应工作频段范围内，能满足负载要求的衰减特性，假设一种滤波器衰减量不能满足要求时，那么可采用多级 联，可以获得比单级更高的衰减，不同的滤波器级联，可以获得在宽频带内良好衰减特性。其二，要满足负载电路工作频 率和需抑制频率的要求，如果要抑制的频率和有用信号频率非常接近时，那么需要频率特性非常陡峭的滤波器，才能满足把 抑制的干扰频率漉掠，只允许通过有用频率信号的要求。其三，在所要求的频率上，漉波器的阻抗必须与它连接的干扰源 阻抗和负我阻抗相匹配，如果负载是高阻抗，那么滤波器的输出阻抗应为低阻；如果电源或干扰源阻抗是低阻抗，那么滤波器 的输出阻抗应为高阻：如果电源阻抗或干扰源阻抗是未知的或者是在一个很大的范围内变化，很难得到稳定的滤波特性， 为了获得滤波谓具有良好的比较稳定的滤波特性，可以在滤波器输入和输出端，同时并接一个固定电阻。其四，滤波器必 须具有一定耐压能力，要根据电源和干扰源的额定电压来选择滤波器，使它具有足够高的额定电压，以保证在所有预期工 作的条件下都能可靠地工作，能够经受输入瞬时高压的冲击。其五，滤波器允许通过应与电路中连续运行的额定电流一致。 定电流的高了，会加大滤波器的体积和重量；定电流的低了，乂会降低滤波器的可靠性。其六，滤波器应具有足够的机械 强度，结构简单、重量轻、体积小、按装方便，安全可靠。 .滤波器的安装 选择好懑波踞，如果安装不适当，仍然会破坏滤波得的衰减特性。只有恰当地安装滤波器才能获得良好的效果, ?般考虑：其?，滤波器最好安装在干扰源出口处，再将干扰源和滤波曙完全屏蔽起来。如果干扰源内腔空间有限，那么应 在靠近干扰源电源线出口外侧，滤波器壳体与干扰源壳体应进行良好的搭接。其二，滤波器的输入和输出线必须分开，防 止输入端与输出端线路耦合，降低滤波特性，通常利用隔板或底盘来固定滤波器。假设不能实施隔离方法，那么采用屏蔽引线。 其三，滤波器中电容器导线应尽量短，以防止感抗与容抗在某频率上形成谐振。其四，滤波器接地线上有很大的短路电流, 能辐射电磁干扰，要进行良好的屏蔽。其五，焊接在同一插座上的每根导线必须进行滤波，否那么会使滤波的衰减特性完全 失去。其六，管状滤波器必须完全同轴安装，使电磁干扰电流成辐射状流过滤波器。 图4图4演示了滤波器安装时的一种常见错误，由于谑波器的输入线过长，外面进来的干扰还没经过 滤波，就已经通过空间耦合的方式干扰到线路板上。 而线路板上产生的干扰可以直接耦合到滤波器的输 入线上，传导到机箱外面。造成超标的电磁发射。 图4 图5演示了滤波器安装时的一种常见错误，由于滤波器的输入、 输出线靠的太近，高电频干扰可以通过输入、输出线之间的寄生电容 直接发生耦合，旁路掉滤波器，使滤波器高频滤波效果变差。 图6演示了滤波器安装时的一种常见错误， 大局部滤波器内部的共模滤波电容连接到源波器的 金属外壳上，在安装时，通过将滤波器的金属外壳直 接安装在机箱上实现滤波器的接地。在这种安装方式 中，滤波器的外壳没连接到机壳上，因此对于共模滤 波电容悬空，起不到滤波的作用。 图7演示了滤波器安装时的正确方式，漉波器的输入线很短, 并且利用机箱将渡波器的输入端和输出端隔离开。 6.滤波器的使用 为了提高电源的品质、电路的线性、减少各种杂波和非线性失真干扰和谐波干扰等均使用滤波器。对武器系统来讲, 使用谑波器的场所有：其一，除总配电系统和分配电系统上设置电源滤波器外，进入设备的电源均要安装滤涉及，最好使 用线至线滤波器，而不使用线至地滤波器。其二，对脓冲干扰和瞬变干扰敏感的设备，使用隔离变压器供电时，应在付端 加装滤波器。其三，对含电爆装置的武器系统供电时，应加滤波器。必要时，电爆装置的引线也要加装滤波器。其四，各 分系统或设备之间的接口处，应有滤波器抑制干扰，确保兼容。其五，设备和分系统的控制信号，其输入和输出端均应加 滤波器或旁路电容器。 一个好的电子产品，除了产品自身的功能以外，电路设计和电磁兼容性（巨蛆）设计的技术水平，对产品 的质量和技术性能指标起到非常关键的作用。本文通过举例对开关电源的电磁兼容设计,介绍了i般电 子产品中电磁干扰的解决方法。 现代的电子产品，功能越来越强大，电子线路也越来越复杂，电磁干扰（日皿）和电磁兼容性问题变成「主 要问题，电路设计对设计师的技术水平要求也越来越高。先进的计算机辅助设计（CAD）在电子线路设计 方面很大程度地拓宽了电路设计师的工作能力，但对于电磁兼容设计的帮助却很有限。 电磁兼容设计实际上就是针对电了?产品中产生的电磁干扰进行优化设计，使之能成为符合各国或地区电 磁兼容性标准的产品。EMC的定义是：在同一电磁环境中，设备能够不因为其它设备的干扰影响正常工 作，同时也不对其它设备产生影响工作的干扰。 电磁干扰?般都分为两种，传导干扰和辐射干扰。传导干扰是 指通过导电介质把一个电网络上的信号耦合（干扰）到另一个电 网络。辐射干扰是指干扰源通过空间把其信号耦合（干扰）到另 一个电网络,因此对EMC问题的研究就是对干扰源、耦合途 径、敏感设备三者之间关系的研究。 美国联邦通讯委员会在1990年、欧盟在1992提出了对商业 数码产品的有关规章，这些规章要求各个公司确保他 们的产品符合严格的磁化系数和发射准那么。符合这叫 规章的产品称为具有电磁兼容性. 目前全球各地区基本都设置了 EMC相应的市场准入 认证，用以保护本地区的电磁环境和本土产品的竞争 优势,如I：北美的FCC、NEBC认证、欧盟的CE 认证、日本的VCCEI认证、澳洲的C-tick人证、台 湾地区的BSMI认证、中国的3c认证等都是进入这 些市场的“通行证”。 电磁感应与电磁干扰很多人从事电子线路设计的时候，都是从认识电子元器件开始，但从事电磁兼容设计实际上应从电磁场 理论开始，即从电磁感应认识开始。 ?般电子线路都是由电阻器、电容器、电感器、变压器、有源器件和导线组成，当电路中有电压存 在的时候，在所有带电的元器件周围都会产生电场，当电路中有电流流过的时候，在所有载流体的周围 都存在磁场。 电容器是电场最集中的元件，流过电容器的电流是位移电流，这个位移电流是由于电容器的两个极 板带电，并在两个极板之间产生电场，通过电场感应，两个极板会产生充放电，形成位移电流。实际上 电容器回路中的电流并没有真正流过电容器，而只是对电容器进行充放电。当电容器的两个极板张开时, 可以把两个极板看成是一组电场辐射天线，此时在两个极板之间的电路都会对极板之间的电场产生感应。 在两极板之间的电路不管是闭合I可路，或者是开路，在与电场方向一致的导体中都会产生位移电流（当 电场的方向不断改变时），即电流一会儿向前跑，一会儿向后跑。 电场强度的定义是电位梯度，即两点之间的电位差与距离之比。一根数米长的导线，当其流过数安培的 电流时，其两端电压最多也只有零点几伏，即几十亳伏/米的电场强度，就可以在导体内产生数安培的电 流，可见电场作用效力之大，其干扰能力之强。 电感器和变压器是磁场最集中的元件，流过变压器次级线圈的电流是感应电流，这个感应电流是因为变 压器初级线圈中有电流流过时，产生磁感应而产生的。在电感器和变压器周边的电路，都可看成是一个变压器的感应线圈，当电感器和变压器漏感产生的磁力线穿过某个电路时，此电路作为变压器的“次级线 圈”就会产生感应电流。两个相邻回路的电路，也同样可以把其中的一个回路看成是变压器的“初级线圈”, 而

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