2第二章骚扰抑制

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2.1滤波技术
பைடு நூலகம்
反射式滤波器
• 共模扼流圈可插入传输导线对，同时抑制 每根导线对地的共模高频骚扰，而对于传 输线中传输的差模电流则没有影响。 • 共模扼流圈的优点在于：即使有较大差模 电流通过，也不会使磁环饱和，而对于共 模电流则有较大的电感（约几毫亨），所 以可以用在大电流的电源滤波器中。
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反射式滤波器
（2） 构成
电源线滤波器一般由无源集中参数元件（电感、电容 和电阻）构成。不仅要在所希望的阻带范围内有良好 的抑制特性，而且在其通带和过渡带中不产生明显的 阻尼振荡。 典型的单相电源线滤波器由电感和电容网络构成，通 过电网与负载（设备）之间的阻抗失配，尽可能减少 电磁骚扰从骚扰源向另一侧转移。结构如下图。
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反射式滤波器
1．电容滤波器 • 滤波电容阻抗为：Z C 1 / jC 频率越高电容的阻抗越小，即高频时电容 器为线路提供了一个并联低阻抗。 • 如果源电流中同时存在高频成分和低频成 分，则高频电流将主要流过电容，而低频 电流则流向负载，即电容起了滤除高频成 分的作用。
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概述
常用的EMI滤波器都属于低通滤波器，用于电源、 信号线滤波。 根据滤波器通带（或阻带）的大小，可以将滤波 器分为宽带滤波器和窄带滤波器，以及一些特殊 用途的滤波器如梳状滤波器。 EMI滤波器多为宽带滤波器。窄带滤波器及梳状 滤波器一般用于信号调理。
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反射式滤波器
电源线滤波器是安装在电源线和设备之间的一个专门 用来抑制射频信号传播的器件。其作用是双向的，既 能有效阻止外界的电磁干扰经电源线进入设备，又能 阻挡设备自身工作中产生的电磁骚扰经电源线进入电 网，传送到其他敏感设备。 从电源 EMC 标准的角度看，传导骚扰发射的测试频 率范围是150kHz ～ 30MHz；而射频场感应的传导骚扰 抗扰度的测试频率范围是150kHz～80MHz。
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反射式滤波器
如把电容器(a)并接在导线和地之间就构成了共模 滤波器，从而避免高频共模噪声流入负载中，转 换为差模干扰而影响设备正常工作。 在处理机箱进线端子时，可以采用穿心电容(b)来 构成共模电容滤波器，穿心电容用螺栓或焊接方 法固定在机箱的金属板上，有用信号可以通过其 芯线穿过机箱，而高频噪声则通过芯线与金属板 之间的电容入地。
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反射式滤波器
电容器可以用来滤除差模骚扰/噪声，也可以 用来滤除共模噪声，只是接法不同而已。 如电容器并联接在设备的交流电源进线间 则可以滤除电源线上的差模高频噪声； 又如并接在印刷电路板上数字集成片的正 负电源引脚间则起到去耦作用，给高速开 关电路提供一个高频通道，以免高频噪声 传导到电源中去，这也是抑制差模噪声。
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反射式滤波器
接地： 滤波器的接地必须良好。否则，经过共 模衰减的电磁干扰，可能重新进入已经滤波的电 路；另外，尽管共模电容的容量很小（几nF）， 人体触摸时不会有生命危险，但毕竟有触电感 觉，降低了安全感。 布线：正确做法是将滤波器的输入线和输出线 分隔开来。机箱内部的线应当分类分开捆扎，且 留有足够的间距，对干扰敏感的线束应当靠底板 布线。
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反射式滤波器
电容、电感滤波器：共模、差模（串模）的组合
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反射式滤波器
A. Ll和L2是两个差模电感扼流圈，电感量一般选为几十 mH左右。 B. L3和L4为共模电感，对差模电流（包括电源电流） 产生的磁通相互抵消，不会产生磁路饱和；而对共模电 流则呈现很大的电感，取得滤波效果。电感量典型值为 零点几mH至几mH 。
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吸收式滤波器
• 铁氧体磁珠与电感器的功能特性相似，都是对高频 产生高阻抗，只是磁珠是吸收性的，而电感器是反 射性的，磁珠的高频滤波性能比电感器好。 • 使用：铁氧体一般做成中空型，导线穿过其中，无 需接地。当导线中的电流穿过铁氧体时低频电流可 以几乎无衰减地通过，但高频电流却有很大的损 耗，转变成热量散发，所以铁氧体和穿过其中的导 线即成为吸收式低通滤波器。 • 特点：较好地解决了电源线、信号线和连接器的射 频干扰抑制问题，而且使用简单、方便、有效、占 用空间小、价格低廉。(如:微波吸收-隐形)
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反射式滤波器
由于构成滤波器的电感器件和电容器件存在分布参 数，电源滤波器并不是理想的低通滤波器，实际是一 个带阻滤波器，通常在100kHz~30MHz范围内有效。
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反射式滤波器
（4） 安装和使用 选择有安全认证的产品。 对滤波器技术指标，除注意插入损耗外，还要 注意额定电压和额定电流。 安装位置：最佳位置是在机箱开口处嵌装一只 带有电源进线插座的金属外壳滤波器，以阻止骚 扰进入或逸出机箱。
1. 滤波技术 2. 屏蔽技术 3. 接地技术 除此之外，还有隔离技术、平衡传输技术等。 特别地，对于以微处理器为核心的数字设备的干扰抑 制技术，包括有源器件的选择和印制电路板 (PCB) 的EMC设计。
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第一节
一、 概述 1. 基本概念
滤波技术
滤波(filter technique 或 filtering)是压缩信号回路中 骚扰频谱的一种方法，当骚扰频谱成分不同于有用信号 的频带时，可用滤波器将无用的骚扰源滤除。 滤波器是一种用来消除噪声和干扰的器件，对特定频率 或频段进行选择，有效过滤输入，从而得到预期的更为 纯净的信号。
第一章 电磁兼容概述 第二章 电磁骚扰抑制技术 第三章 电磁兼容标准和试验 第四章 铁路信号系统及其干扰源 第五章 音频轨道电路抗干扰技术 第六章 25Hz相敏轨道电路抗干扰技术 第七章 室内信号系统电磁兼容设计 第八章 车载设备电磁兼容设计
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第二章 电磁骚扰抑制技术
内容：围绕滤波、屏蔽、接地技术，介绍典型 滤波器及其特性；说明电场、磁场屏蔽的基本方 法；解释接地的含义、介绍主要接地技术。 要求：理解滤波、屏蔽、接地的基本概念、原 理和方法。
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反射式滤波器
2．电感滤波器 频率越高，电感的阻抗越大， 即高频时为线路提供了一个 串联的高阻抗，高频成分主要降在电感上， 而低频成分能衰减很小地通过电感到达负载。 因而，电感滤波器适用于高频时负载阻抗和 源阻抗较小的场合。
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反射式滤波器
作为滤波器使用的电感线圈有两种：一种是 差模扼流圈，用来抑制差模高频骚扰；另一 种是共模扼流圈，用于抑制共模高频骚扰。 差模扼流圈一般是单线扼流圈，串联在单根 传输线上。单线扼流圈通常是把导线缠绕在 磁损较大的铁芯上，电感值可达几十毫亨。
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概述
从构成来看，滤波器一般有两个端口：一个 输入信号、一个输出信号。 一般是由电感、电容、电阻或铁氧体器件构成 的二端口网络。 根据滤波器的工作机理来区分，有反射式滤波 器和吸收式滤波器两种基本类型。（下文将 按这种分类方法，对滤波器进行介绍。）
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反射式滤波器
二、反射式滤波器 • 反射式滤波器一般由电感、电容等器件组 成，在滤波器阻带内（骚扰）呈现高的串 联阻抗和低的并联阻抗，使它与骚扰源的 阻抗和负载阻抗严重不匹配（失配），从 而把不希望的频率反射回骚扰源，所以称 之为反射式滤波器。 • 低通滤波器是骚扰抑制技术中用得最普遍 的一种滤波器，低频信号以很小的衰减通 过，而高频骚扰则被滤除。
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反射式滤波器
4. 电源EMI滤波器 （1） 简介
骚扰的传播途径中，电源线往往是最重要的媒介，因为 电源线的长度（包括设备的电源进线和电力传输的架空 线延伸在内）足以构成射频信号的有效被动天线（电源 线的长度与射频信号波长相比拟）。 骚扰在电源线上的传输有两种模式：一种是共模（不对 称）模式，即在线(L) －地(G)及中线 (N)－地 (G)两个途 径中出现；另一种是差模（对称）模式，在线 (L) －中 线(N)中传播。
事实上，两个线圈不可能完全对称，会产生一部分抵消不掉的漏 磁通，还有一定的寄生差模电感存在。(共模-差模转换)
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反射式滤波器
C. C1位于相线与中线之间，用于衰减差模干扰，故称 为差模电容。电容量的大小仅涉及所用线路中容性差模 电流的大小。电容值一般选得较大。电容器的耐压则与 相线-中线电压相当。常用AC250V的CBB（聚丙烯）电 容，典型值为几十至几百nF。 D. C2/3位于相线对地和中线对地处，与共模电感一起 用于衰减共模干扰，故称为共模电容。因为涉及直流耐 压和工频耐压的检验，故耐压至少为DC 3kV。同时， 该电容对地泄漏电流0.25~3.5mA，故电容量受到限制， 不能任意取大，一般为1～4nF（典型值为2.2nF）。
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第二章 电磁骚扰抑制技术
• 第一节 滤波技术
一、概述 二、反射式滤波器 三、吸收式滤波器
• 第二节 屏蔽技术
一、概述 二、电场屏蔽 三、磁场屏蔽 四、电磁场屏蔽 五、屏蔽设计的应用
• 第三节 接地技术
一、概述 二、参考地及其接法 三、设备接地 四、搭接 五、地环路
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基本的电磁骚扰抑制技术包括三个方面：
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吸收式滤波器
实例及参数：不同的铁氧体材料有不同的最佳抑制频率范 围，与磁导率有关。铁氧体等效电路为电感和电阻串联， 两个元件的值都与磁珠的长度成比例。
参数（例）：阻抗[Z]@100MHz (ohm) : Typical 50, Minimum 37; 直流电阻DC Resistance (m ohm): Maximum 20; 额定电流Rated Current (mA): 2500.