第4章电磁干扰的抑制(滤波2)PPT课件

LC 2,R1
IL10lg[(222)2(2
2)2
]
10lg(14)
4
1Ω
L
1Ω L
U~
C
1Ω
U~
C
1Ω
第4章 抑制电磁干扰的滤波技术
三阶原型滤波器：
1Ω
2H
U~
1F
1F
1Ω 1H 1H
等等
1Ω U ~
2F
1Ω
Π型: C1,L2,R1
I L 1 0 l g ( 1 2 2 ) 2 ( 3 ) 2 1 0 l g ( 1 6 )
对于n阶滤波器，过渡带的斜率按20ndB/10倍频或6ndB/倍 频增加 。
增加滤波器的阶数仅增加了 过渡带的斜率，而不改变滤波器 的截止频率。
f c 1 0 fc 102 fc 103 fc 104 fc f
20
40
60
80
1阶 2阶
I L 4阶 3阶
第4章 抑制电磁干扰的滤波技术
例： 二阶原型滤波器：
IL20lgU1 (dB) U2
U1—— 未接入滤波器，信号源在负载上建立的电压； U2 —— 接入滤波器，信号源在负载上建立的电压。 IL与信号源频率、源阻抗、负载阻抗等因素有关。
第4章 抑制电磁干扰的滤波技术
第4章 抑制电磁干扰的滤波技术
第4章 抑制电磁干扰的滤波技术
4. 多级滤波器
过渡带与滤波器阶数（L、C器件数）的关系：
第4章 抑制电磁干扰的滤波技术
克服电容非理想性的方法
带宽干扰信号，f :kHz~GHz以上。
① 大小电容并联：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。
R
Z 小电容 大电容 并联电容
Ug ~
R
电容 LC 电感
并联 并联 并联
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 容性。构成LC并联网络，在某个频率点上出现并联谐振。
引线长1.6mm的陶瓷电容器
电容量
谐振频率 (MHz)
1 μF
1.7
0.01 μF
12.6
3300 pF
19.3
1100 pF
33
330 pF
60
Z
实际电容
理想电容
1/ LC
阻抗频率特性曲线
阻抗频率特性 Z R2 (X L XC )2
R2 (L 1 )2 C
谐振点： 1 LC
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对滤波特性的影响
当角频率 1/ LC 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，电容器的阻抗呈现电感阻 抗特性—— 随频率的升高而增加，滤波效果开始变差。 提高谐振频率的方法：尽量缩短引线长度；
选用电感较小的种类。
一个常见的错误：加大电容量来提高干扰抑制效果。
巧用谐振点：通过调整电容量和引线长度，使谐振点恰好落 在干扰频率上（附近），提高滤波效果。
第4章 抑制电磁干扰的滤波技术
思考2：滤波器主要抑制哪种类型的干扰？插损（IL）如何 定义？
第4章 抑制电磁干扰的滤波技术
4.1 滤波器的特性与分类 1. 特性：
插入损耗，频率特性，阻抗特性，额定电流；外形尺寸， 工作环境，可靠性等。
( 1 ) 插入损耗（IL） 衡量滤波器性能的主要指标。定义：
第4章 抑制电磁干扰的滤波技术
第4章 抑制电磁干扰的滤波技术
4.1 滤波器的特性与分类 4.2 低通滤波器 4.3 电容、电感的高频特性 4.4 高通滤波器 4.5 有源滤波器 4.6 吸收型滤波器 4.7 反射式和吸收式混合使用 4.8 电源滤波器 4.9 滤波器的选用与安装
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L R
C 高频模型
绕在铁粉芯上的电感
电感量(μH ) 谐振频率 (MHz)
3.4
Байду номын сангаас45
8.8
28
68
5.7
125
2.6
500
1.2
Z
实际电感 理想电感
1/ LC
阻抗频率特性曲线
阻抗频率特性 Z R2 (XLXC)2 (XL XC)2
R2(L)2/(12LC)2
谐振点： 1 LC
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换算： Rg RL 72Ω
C 1 C 5 C 1 b(2fc Z ) 4 3 p F
C 3 C b 3(2fcZ ) 1 3 8 p F
L 2 L 4 L 2 b Z(2f) 0 .5 8 μ H
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4.3 电容、电感的高频特性
1. 电容的频率特性
C
RLC
低频模型
高频模型
解：最低截止频率>30MHz，取32MHz。最低干扰频率fi > 66MHz,
则 f f 2.06
i
c
要求：6ndB/倍频 > 30dB，则n≥5，取n＝5 。
5级原型滤波器的参数为
C 1 b C 5 b 0 . 6 1 8 F , C 3 b 2 . 0 0 F , L 2 b L 4 b 1 . 6 1 8 H
T型： L1,C2,R1
I L 1 0 l g ( 1 2 2 ) 2 ( 3 ) 2 1 0 l g ( 1 6 )
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例：设天线的工作频率为2~30MHz，输入阻抗为72Ω，干扰频率 为66～72MHz，要求带外衰减≥30dB，设计低通滤波器。
克服电感线圈非理想性的方法
关键减小寄生电容
单层绕制
多层绕制方法：边绕边重叠
分段绕制
多电感串联
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4.4 高通滤波器 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。
设计方法：对偶变换
(1) 网络结构 —— 将低通滤波器网络中所有电容器与电感器互换
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② 三端电容 三端电容：构成 一个T形滤波器。
R
Z 普通电容
Ug ~
R
三端 电容
问题：引线间电容耦合，另一引线的电感（300MHz 以下）
③穿心电容（馈通电容） 结构： 特点：接地电感小； 输入输出无耦合。
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2. 电感的频率特性
L 低频模型
低通
高通
R
R
IL10lg(1k2)
Ug ~
CR
R 等L
Ug ~
R
Ug ~
LR
RC
Ug ~
R
k R 2 Lh
★知识回顾★
思考1：屏蔽衬垫用在哪些场合？有什么作用？
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3. 使用电磁密封衬垫的场合
要求机箱的屏蔽效能大于40dB； 机箱结合面的缝隙长度超过λ/20； 设备的发射或敏感频率超过100MHz； 无法采用机械加工来得到更好的导电连续性； 结合面采用了不同材料，而且设备要在恶劣环境下工作； 需要对环境采取密封措施。