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《电磁兼容原理、技术及及应用》第4章 滤波

描述滤波器性能的最主要耗的定义是:
U1 IL 20lg( ) U2
IL越大,对 骚扰抑制越?
第4章 滤波
2、频率特性
滤波器的插入损耗随频率的变化即为频率特性。
信号无衰减地通过滤波器的频率范围称为通带,而 受到很大衰减的频率范围称为阻带。 根据频率特性,可把滤波器大体上分为四种:低通 滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。 表4-1给出了这四种滤波器的频率特性曲线。 滤波器的频率特性又可用中心频率、截止频率、最 低使用频率和最高使用频率等参数反映。
第4章 滤波
第4章
4.1 滤波器的特性 4.2 反射式滤波器 4.3 吸收式滤波器
滤 波
4.4 电磁干扰滤波器
4.5 电源线滤波器 4.6 元件非理想特性的影响
第4章 滤波
滤波技术(Filtering Technique)是抑制电气、电子设备 传导电磁干扰,提高电气、电子设备传导抗扰度水平的主
要手段,也是保证设备整体或局部屏蔽效能的重要辅助措
4.2 反射式滤波器
反射式滤波器是指由电感器和电容器组成的, 能
阻止无用信号通过, 并把它们反射回信号源的滤波
器。 其种类有四种: 低通滤波器、 高通滤波器、 带
通滤波器和带阻滤波器。
第4章 滤波 1.
低通滤波器是指低频通过、 高频衰减的一种滤 波器。 电磁兼容设计中,低通滤波器用得最多,因为:
① 电磁干扰大多是频率较高的信号,因为频率越高的信 号越容易辐射和耦合。
(4-2)
图 4-2 并联电容低通滤波器
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(2) 串联电感低通滤波器
如图4-3所示, 源阻抗和负载阻抗相等时, 插入损
π fL 2 IL 1 0 lg 1 R
式中: IL——插入损耗(dB);
L——滤波电感(H)。
(d B)
图 4-6
T型低通滤波器
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2. 高通滤波器
在降低电磁干扰上, 高通滤波器虽不如低通滤波器应用 广泛, 但也有用途。 常被用于从信号通道上滤除交流电源频
率或抑制特定的低频外界信号。
图4-8 低通滤波器向高通滤波器的转换
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3. 带通滤波器
带通滤波器是对通带之外的高频或者低频干扰 能量进行衰减,允许通带内的信号无衰减地通过。 带通滤波器电路结构如下图所示。带通滤波器 并接于干扰线和地之间, 以消除电磁干扰信号, 达到 兼容的目的。
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表4-1 滤波器的频率特性
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3. 阻抗特性
滤波器的输入阻抗、输出阻抗直接影响其插入损 耗特性。
在许多使用场合,出现滤波器的实际滤波特性与 生产厂家给出的技术指标不符,这主要是由滤波器 的阻抗特性决定的。因此,在设计、选用、测试滤 波器时,阻抗特性是一个重要技术指标。 在使用EMI滤波器时,应保证在输入、输出最大限 度失配的情况下,有合乎要求的最佳抑制效果。
(d B)
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(4) π型滤波器(Π-SectionFilter)
π型低通滤波器的线路如图4-5所示。
在宽波段内具有高的插入损耗, 体积也较适中。 当 源阻抗与负载阻抗都为R时, 其插入损耗为
2 2 2 L LC R 2 2 IL 10 lg (1 LC) CR (dB) (4-5) 2R 2
(1) 按照滤波器的能量损耗特性:反射滤波器和损 耗滤波器等。 (2)按照在电路中的位置和作用:信号滤波、电源 滤波、EMI滤波、电源去耦滤波和谐波滤波。 (3)按照电路中是否包含有源器件:无源滤波和有源 滤波 。 (4)按照频率特性:高通、低通、带通、带阻滤波。
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4.1 滤波器的特性
1、插入损耗(Insertion Losses)
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4. 额定电压 滤波器工作时允许的最高电压。 若输入滤波器的电压过高,会使 滤波器内部的元件损坏。 滤波器工作时,不降低插入损耗性 能的最大使用电流。 一般情况下,额定电流越大,滤波 器的体积、重量和成本越大;使用 温度越高,工作频率越高,其允许 的工作电流越小。
5. 额定电流
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π型滤波器抑制瞬态干扰 不是十分有效。采用金属壳 体屏蔽滤波器能够改善π型 滤波器的高频性能。对于非 常低的频率,使用π型滤波 器可提供高衰减,如屏蔽室 的电源线滤波。
图 4-5
π型低通滤波器
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(5) T型低通滤波器
T 型低通滤波器的线路如图4-6所示。当源阻抗和负载 阻抗均为R时, 2 3 2 L L C CR 2 2 (dB) (4-6) IL 10 lg (1 LC) R 2R 2 T型滤波器能够有效 地抑制瞬态干扰,主要缺 点是需要两个电感器,使 滤波器的总尺寸增加。
施。滤波的实质是将信号频谱划分成有用频率分量和干扰 频率分量两个频段,剔除干扰频率分量部分。 在一定的通频带内,滤波器的衰减很小,能量可以很 容易地通过,在此通频带之外则衰减很大,抑制了能量的
传输。因此,凡与需要传输的信号频率不同的骚扰,都可
以采用滤波器加以抑制。
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滤波器有多种分类方法:
② 数字电路中许多高次谐波是电路工作所不需要的,必
须滤除,防止对其它电路产生干扰。 ③ 电源线上的滤波器都是低通滤波器。
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(1) 并联电容低通滤波器
如图4-2所示, 如果源阻抗和负载阻抗相等, 则插
IL=10 lg[1+(πf RC)2] ( dB)
式中: IL——插入损耗(dB); f——工作频率(Hz); R——源或者负载阻抗(Ω); C——滤波电容(F)。
(4-3)
图 4-3 串联电感低通滤波器
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(3) L型低通滤波器 (L-Section Filter)
L型低通滤波器的电路结构如图4-4所示。
2 1 L 2 2 IL 1 0 lg (2 LC) CR 4 R
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