第6章 滤波技术

抑制电磁干扰的三大技术接地屏蔽滤波第6章第6章滤波技术引言干扰源敏感体传导干扰辐射干扰电源线屏蔽滤波一、电磁干扰滤波器概述1、滤波器的特性滤波器的特性参数包括：插入损耗、频率特性、阻抗特性、额定电压额定电流等

当干扰频谱不同于有用信号的频带时，用滤波器。完全抑制不可能，只能减小到一定程度。(例：双工器）一、电磁干扰滤波器概述1、滤波器的特性（1）插入损耗U1不接滤波器时，源在同一负载建立的电压[注意符号]U2源通过滤波器在负载上建立的电压例：功放和天线间接入滤波器插损0.30.50.8123功率93%89%83%79%63%50%一、电磁干扰滤波器概述1、滤波器的特性（2）频率特性滤波器的插入损耗随频率变化的特性频率特性参数通带与阻带中心频率、截止频率、带宽fS21一、电磁干扰滤波器概述1、滤波器的特性（3）阻抗特性EMI滤波器常工作于阻抗不匹配的状态信号滤波器则严格匹配

滤波器的输入阻抗、输出阻抗直接影响滤波器的插入损耗一、电磁干扰滤波器概述1、滤波器的特性（4）额定电流一、电磁干扰滤波器概述1、滤波器的特性（5）额定电压C=εS/d=Q/U一、电磁干扰滤波器概述1、滤波器的特性（6）安全性能耐压、漏电流、绝缘、温升一、电磁干扰滤波器概述1、滤波器的特性（7）可靠性

电磁兼容问题不能及时发现，使电磁兼容滤波器可靠性要求更高。一、电磁干扰滤波器概述2、滤波器的分类按频率特性分：带通滤波器带阻滤波器低通滤波器高通滤波器收音机双频带功率放大功放末级滤波ADSL分音器一、电磁干扰滤波器概述2、滤波器的分类按滤波机理分反射式滤波器吸收式滤波器不要的能量反射回干扰源不要的能量吸收发热一、电磁干扰滤波器概述2、滤波器的分类按工作条件分无源滤波器有源滤波器一、电磁干扰滤波器概述2、滤波器的分类按使用场合分电源滤波器信号滤波器一、电磁干扰滤波器概述3、电磁干扰滤波器的特点①往往工作于阻抗不匹配的条件下，源阻抗和负载阻抗随频率变化而变化；②干扰电平幅度变化大，有可能使电磁干扰滤波器出现饱和效应；③频率范围往往是超宽带。二、插入损耗的计算方法ZLZSUSU20二、插入损耗的计算方法ZLZSUSU20ZSUSU2滤波网络U1I2I1ZL用A参数表示滤波器网络，其参数矩阵为：其中：二、插入损耗的计算方法ZLZSUSU20ZSUSU2滤波网络U1I2I1ZL传输方程：联立求解：二、插入损耗的计算方法ZLZSUSU20ZSUSU2滤波网络U1I2I1ZL由于得到插入损耗三、反射式滤波器1、低通滤波器

利用并联电容的旁路作用和串联电感的阻挡作用，滤除干扰电流。

低通滤波器，对低频信号几乎无衰减通过，但阻止高频信号通过，在抗干扰技术中采用最多。fS21三、反射式滤波器（1）低通滤波器的电路形式R(高)CUSR(高)

并联电容滤波器由（6-9）式：求A参数若ZS=ZL=R三、反射式滤波器R(低)LUSR(低)（1）低通滤波器的电路形式

串联电感滤波器

常用于源和负载都是低阻抗的电路。三、反射式滤波器R(高)LUSR(低)C（1）低通滤波器的电路形式

Г形滤波器

常用高干扰源阻抗和低负载阻抗的电路。三、反射式滤波器R(低)LUSR(高)C（1）低通滤波器的电路形式

反Γ形滤波器

常用低干扰源阻抗和高负载阻抗的电路。三、反射式滤波器R(高)LUSR(高)CC（1）低通滤波器的电路形式

Π形滤波器干扰源和负载都是高阻抗三、反射式滤波器R(低)LUSR(低)CL（1）低通滤波器的电路形式T形滤波器干扰源和负载都是低阻抗三、反射式滤波器（2）低通滤波器的设计

低通原型滤波器

角频率为1rad/s、阻抗为1Ω的滤波器。2FU1Ω1Ω2HU1Ω1Ω三、反射式滤波器（1）低通滤波器的设计

低通原型滤波器

带宽换算所有电抗分量除以截止频率（角频率）三、反射式滤波器（1）低通滤波器的设计

低通原型滤波器

带宽换算

阻抗换算所有电阻和电感乘以阻抗值所有电容除以阻抗值三、反射式滤波器（1）低通滤波器的设计

低通原型滤波器

带宽换算

阻抗换算

带宽和阻抗综合换算三、反射式滤波器（1）低通滤波器的设计2FU1Ω1Ω6400pFU50Ω50Ω例：设计一个阻抗为50Ω，截止频率为1MHz的低通滤波器三、反射式滤波器（1）低通滤波器的设计

n级滤波器单级滤波器插损20dB/10倍频采用n级滤波器级联的方式增大插损巴特沃思响应切比雪夫响应贝塞尔响应巴特沃思-汤普森响应椭圆响应通带内最平坦通带等波纹最平坦时延三、反射式滤波器（1）低通滤波器的设计RL2USRC1L4C3C5①归一化频率，查图6-13，得n值；②查表6-1，得原型各元件值；③用换算法则得实际元件值。P101例6-1R1.618HUSR0.618F2.0F1.618H0.618F三、反射式滤波器2、高通滤波器fS21高通与低通具有对称性

把每个电感L（H）转换为数值为1/L（F）的电容

把每个电容C（F）转换为数值为1/C（H）的电感R10HUSR0.5F0.5FR0.1FUSR2H2H三、反射式滤波器3、带通滤波器fS21Cp1URLp1Cp2CS1CS2Lp2LS1LS2R三、反射式滤波器4、带阻滤波器fS21Cp1URLp1Cp2CS1CS2Lp2LS1LS2R四、电容、电感的高频特性1、电容的频率特性CfIL四、电容、电感的高频特性1、电容的频率特性Cf插入损耗CLR四、电容、电感的高频特性1、电容的频率特性由于实际的电容存在电感，其衰减曲线为LC串联网络的衰减曲线。f插入损耗四、电容、电感的高频特性1、电容的频率特性由于实际的电容存在电感，其衰减曲线为LC串联网络的衰减曲线。要滤除高频干扰，一定要使电容器的谐振频率高于干扰频率铝电解电容，铝箔卷绕+引线，20MHz四、电容、电感的高频特性1、电容的频率特性由于实际的电容存在电感，其衰减曲线为LC串联网络的衰减曲线。要滤除高频干扰，一定要使电容器的谐振频率高于干扰频率铝电解电容，铝箔卷绕+引线，20MHz云母电容、陶瓷电容，200MHz四、电容、电感的高频特性1、电容的频率特性由于实际的电容存在电感，其衰减曲线为LC串联网络的衰减曲线。要滤除高频干扰，一定要使电容器的谐振频率高于干扰频率铝电解电容，铝箔卷绕+引线，20MHz云母电容、陶瓷电容，200MHz穿心电容，1GHz以上四、电容、电感的高频特性1、电容的频率特性由于实际的电容存在电感，其衰减曲线为LC串联网络的衰减曲线。要滤除高频干扰，一定要使电容器的谐振频率高于干扰频率兼顾高频和低频滤波要求，可以采用大小电容并联。fIL四、电容、电感的高频特性2、电感的频率特性理想电感实际电感

理想电感的阻抗随频率的增大而线性增大。Lf|ZL|RC

实际电感的阻抗在并联谐振点频率达到最大，然后下降。四、电容、电感的高频特性2、电感的频率特性

空心电感，不易饱和，L值稳定；外界干扰大，电感量小。例：无线话筒四、电容、电感的高频特性2、电感的频率特性

空心电感，不易饱和，L值稳定；外界干扰大，电感量小。作为低通，提供直流通路四、电容、电感的高频特性2、电感的频率特性

空心电感，不易饱和，L值稳定；外界干扰大，电感量小。

磁芯电感，易饱和，L值随频率变化。四、电容、电感的高频特性2、电感的频率特性

空心电感，不易饱和，L值稳定；外界干扰大，电感量小。

磁芯电感，易饱和，L值随频率变化。

将大电感分解成一个较大的电感和若干电感量不同小电感串联，以拓宽频带。五、有源滤波器

有源电感滤波器

用有源元件模拟电感器的频率特性，对干扰信号形成一个高阻抗电路。五、有源滤波器

有源电容滤波器

用有源元件模拟电容器的频率特性，将干扰信号短路到地。五、有源滤波器

对消滤波器

产生与干扰源幅值相同方向相反的电流。50Hzf4020AFC陷波器六、吸收式滤波器

吸收型滤波器是由有耗元件构成的，它通过吸收不需要的频率成分的能量（转化为热能）来达到抑制干扰的目的。铁氧体材料一般通过三种方式来抑制电磁干扰①将铁氧体作为实际的屏蔽层来将导体、元器件或电路与环境中的散射电磁场隔离开。③最常用的方式是将铁氧体芯直接用于元器件的引线或线路板级电路上。②将铁氧体用作为电感器，以构成低通滤波器，在低频时提供感性—容性通路，而在较高频率时损耗较大。七、反射-吸收组合式滤波器

把吸收滤波器与反射滤波器串接起来，就可以更好地抑制高频干扰。P111图6-30[既有陡峭的频率特性，又有很高的阻带衰减]

八、电源滤波器

电源滤波器实质是一种低通滤波器，一方面抑制从电源线传入的高频干扰，另一方面抑制设备本身产生的干扰，防止破坏电网中的电磁环境。九、滤波器的选择和使用

选择适合的工作频率1、滤波器的选择例：卫星云图九、滤波器的选择和使用

选择适合的工作频率

选择恰当的插入损耗1、滤波器的选择例：屏蔽室电源滤波器九、