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1、干扰滤波技术第1页，本讲稿共51页滤波器的作用信号滤波器电源滤波器切断干扰沿信号线或电源线传播的路径，与屏蔽共同构成完善的干扰防护。第2页，本讲稿共51页共模和差模电流第3页，本讲稿共51页共模/差模干扰的产生VVICMICMICMIDM第4页，本讲稿共51页开关电源噪声1.50Hz的奇次谐波（的奇次谐波（1、3、5、7 ）2.开关频率的基频和谐波（开关频率的基频和谐波（1MHz以下差模为主，以下差模为主，1MHz以上共模为主）以上共模为主）第5页，本讲稿共51页干扰滤波器的种类衰减衰减衰减衰减低通带通高通带阻3dB截止频率第6页，本讲稿共51页低通滤波器类型CTL反第7页，本讲稿共51页电路
2、与插入损耗的关系20406080100 fc 10fc 100fc 1000fc 5阶阶 4阶阶 3阶阶 2阶阶 1阶阶20N/十倍频程十倍频程6N/倍频程倍频程插插入入损损耗耗dB第8页，本讲稿共51页确定滤波器阶数50 100欲衰减欲衰减20dB4 6=24 20至少至少4阶滤波器阶滤波器10 1001 20=201阶滤波器就可以了阶滤波器就可以了为了保险，可用为了保险，可用2阶阶欲衰减欲衰减20dBL、C的数值决定截止频率的数值决定截止频率阶数决定过渡带的陡度阶数决定过渡带的陡度第9页，本讲稿共51页根据阻抗选用滤波电路 源阻抗源阻抗 电路结构电路结构 负载阻抗负载阻抗 高高 C、多级、
3、多级 高高 高高 、多级、多级 低低 低低 反反、多级反、多级反 高高 低低 L、多级、多级L 低低 规律：电容对高阻，电感对低阻规律：电容对高阻，电感对低阻第10页，本讲稿共51页插入损耗的估算Fco=1/(2 Rp C)ZLZs、ZL并联并联CIL=20 lg(CRp)ILIL=20 lg(L/Rs)Fco=Rs/(2 L）Zs、ZL串联串联ZsLZsZL第11页，本讲稿共51页器件参数的确定LCRR L=R/2FC C=1/2RFC对于T形（多级T）和 形（多级）电路，最外边的电感或电容取 L/2 和 C/2，中间的不变。第12页，本讲稿共51页实际电容器的特性ZC实际电容理想电容f引线
4、长1.6mm的陶瓷电容器 电容量 谐振频率(MHZ)1 F 1.7 0.1 F 4 0.01F 12.6 3300 pF 19.3 1100 pF 33 680 pF 42.5 330 pF 601/2 LCCL第13页，本讲稿共51页温度对陶瓷电容容量的影响0.15-0.150-551255-150-55125-10-5COGX7R-6020-3090-300Y5V30%C%C%C第14页，本讲稿共51页电压对陶瓷电容容量的影响COGX7RY5V200-20-40-60-800 20 40 60 80 100%额定电压（额定电压（Vdc）%C第15页，本讲稿共51页实际电感器的特性ZL理想电
5、感实际电感f 电感量 （H）谐振频率 (MHZ)3.4 45 8.8 28 68 5.7 125 2.6 500 1.2 绕在铁粉芯上的电感1/2 LCLC第16页，本讲稿共51页电感寄生电容的来源每圈之间的电容每圈之间的电容 CTT导线与磁芯之间的电容导线与磁芯之间的电容CTC磁芯为导体时，磁芯为导体时，CTC为主要因素，为主要因素，磁芯为非导体时，磁芯为非导体时，CTT为主要因素。为主要因素。第17页，本讲稿共51页克服电容非理想性的方法衰减电容并联 LC并联 电感并联小电容大电容大电容并联电容频率大容量小容量第18页，本讲稿共51页三端电容器的原理引线电感与电容一引线电感与电容一起构成了
6、一个起构成了一个T形形低通滤波器低通滤波器在引线上安装两个在引线上安装两个磁珠滤波效果更好磁珠滤波效果更好地线电感起着地线电感起着不良作用不良作用三端电容普通电容普通电容 30 70 1GHz206040第19页，本讲稿共51页三端电容的正确使用接地点要求：接地点要求：1 干净地干净地2 与机箱或其它较大与机箱或其它较大 的金属件的金属件射频搭接射频搭接第20页，本讲稿共51页三端电容器的不足寄生电容造成输入寄生电容造成输入端、输出端耦合端、输出端耦合接地电感造成旁路效接地电感造成旁路效果下降果下降第21页，本讲稿共51页穿心电容更胜一筹金属板隔离金属板隔离输入输出端输入输出端一周接地电一周接
7、地电感很小感很小第22页，本讲稿共51页穿心电容的插入损耗插入损耗插入损耗频率频率1GHz普通电容普通电容理想电容理想电容穿心电容穿心电容第23页，本讲稿共51页馈通滤波器使用注意事项 必须安装在金属板上，并在一周接地 最好焊接，螺纹安装时要使用带齿垫片 焊接时间不能过长 上紧螺纹时扭矩不能过大第24页，本讲稿共51页线路板上使用馈通滤波器线路板地线面线路板地线面上面上面底面底面第25页，本讲稿共51页磁芯对电感寄生电容的影响铁粉芯铁粉芯 C=4.28pf C=3.48pf 19%铁氧体（锰锌）铁氧体（锰锌）C=49pf C=51pf 4%第26页，本讲稿共51页减小电感寄生电容的方法然后：然
8、后：1.起始端与终止端远离（夹角大于起始端与终止端远离（夹角大于40度）度）2.尽量单层绕制，并增加匝间距离尽量单层绕制，并增加匝间距离3.多层绕制时，多层绕制时，采用采用“渐进渐进”方式绕，不要来回绕方式绕，不要来回绕4.分组绕制分组绕制（要求高时，用大电感和小电感串联起（要求高时，用大电感和小电感串联起来使用）来使用）如果磁芯是导体，首先：如果磁芯是导体，首先：用介电常数低的材料增加绕组导体与磁芯之间的距离用介电常数低的材料增加绕组导体与磁芯之间的距离第27页，本讲稿共51页共模扼流圈共模扼流圈中的负载电流产生的磁场相互抵销，因此磁芯共模扼流圈中的负载电流产生的磁场相互抵销，因此磁芯不会饱
9、和。不会饱和。有意增加漏磁，有意增加漏磁，利用差模电感利用差模电感第28页，本讲稿共51页电感磁芯的选用铁粉磁芯：不易饱和、导磁率低，作差模扼流圈的磁芯铁粉磁芯：不易饱和、导磁率低，作差模扼流圈的磁芯铁氧体：最常用铁氧体：最常用锰锌：锰锌：r=500 10000，R=0.1100 m镍锌：镍锌：r=10 100，R=1k 1M m超微晶：超微晶：r 10000，做大电感量共模扼流圈的磁心，做大电感量共模扼流圈的磁心第29页，本讲稿共51页电感量与饱和电流的计算SD1D2饱和电流：Imax=Bmax S(D1-D2)/2L电感量：L（nH）=0.2 N2 r S(mm)ln(D1/D2)电感量电
10、感量厂家手册给出厂家手册给出 厂家经常给出每匝的电感量厂家经常给出每匝的电感量“AL”，则，则 L（nH）=AL N2 第30页，本讲稿共51页干扰抑制用铁氧体Z=jL+R RZLR(f)1MHz 10MHz 100MHz 1000MHz第31页，本讲稿共51页铁氧体磁环使用方面的一些问题1 10 100 100012545001250600300个30个0.1 1 10 100 1000匝1匝无偏置有偏置第32页，本讲稿共51页低通滤波器对脉冲信号的影响第33页，本讲稿共51页信号滤波器的安装位置板上滤波器板上滤波器无屏蔽的场合无屏蔽的场合滤波器靠近被滤波导线的靠近器件或线路板一端。有屏蔽的
11、场合：在屏蔽界面上有屏蔽的场合：在屏蔽界面上第34页，本讲稿共51页板上滤波器的注意事项滤波器要并排安装滤波器要并排安装线路板的干净地与金属机箱或线路板的干净地与金属机箱或大金属板紧密搭接大金属板紧密搭接为滤波设置干净地为滤波设置干净地在接口处设置档板在接口处设置档板滤波器靠近接口滤波器靠近接口第35页，本讲稿共51页面板上滤波的简易（临时）方法容量适当的瓷片电容或独石电容，引线尽量短容量适当的瓷片电容或独石电容，引线尽量短第36页，本讲稿共51页电缆滤波的方法屏蔽盒屏蔽盒馈通滤波器馈通滤波器连接器连接器滤波连接器滤波连接器虽然是最佳虽然是最佳选择，但是选择，但是当空间允许当空间允许时，也可以
12、时，也可以这样：这样：第37页，本讲稿共51页自制面板滤波器滤波电路可以按照需要设计，但是滤波电路可以按照需要设计，但是至少有一级馈通滤波器至少有一级馈通滤波器连接器按照需要选择，也可以是引线连接器按照需要选择，也可以是引线锡焊，保证完全隔离锡焊，保证完全隔离螺纹盲孔第38页，本讲稿共51页面板安装滤波器注意事项滤波器与面板之滤波器与面板之间必须使用电磁间必须使用电磁密封衬垫！密封衬垫！第39页，本讲稿共51页使用形滤波器的注意事项滤波器接地阻抗滤波器接地阻抗预期干扰电流路径预期干扰电流路径实际干扰电流路径实际干扰电流路径对接地没有把握对接地没有把握时，避免使用时，避免使用 形形滤波器！滤波器
13、！第40页，本讲稿共51页电源线滤波器的基本电路共模扼流圈共模扼流圈差模电容差模电容共模电容共模电容共模滤波电容受到漏电流的限制共模滤波电容受到漏电流的限制第41页，本讲稿共51页电源线滤波器的特性损耗频率频率理想滤波器特性理想滤波器特性实际滤波器特性实际滤波器特性一般产品说明书上给出的数据是50条件下的测试结果。30MHz越来越受到关注越来越受到关注第42页，本讲稿共51页改善滤波器高频特性的方法或精心绕制或多个电感串联精心绕制或多个电感串联第43页，本讲稿共51页注意插入增益问题0-1050 /50 100 /0.1 或或 0.1 /100 频率频率插入损耗插入损耗解决办法：差模电感上并联
14、电阻（解决办法：差模电感上并联电阻（50 1k)，差模电容上串联电，差模电容上串联电阻（阻（0.5 10）第44页，本讲稿共51页选择滤波器的保险方法滤波器0.1100滤波器0.11000衰减50条件下的插入损耗0.1/100条件下的插入损耗插入损耗增益会暴露出来第45页，本讲稿共51页电源线滤波器的错误安装PCB滤波器滤波器输入线过长输入、输出耦合PCB第46页，本讲稿共51页电源线滤波器的错误安装滤波器绝缘漆PCB滤波器通过细线接地，高频效果很差！接地线第47页，本讲稿共51页滤波器的正确安装滤波器PCB 滤波器直接接地尽量短 输入、输出线隔离滤波器安装在线路板上时，在电源线入口处增加一只
15、高频共模滤波器电源PCB滤波电路第48页，本讲稿共51页低通滤波器对脉冲干扰的抑制AfILf+fCOfCOAf输入脉冲频谱滤波器特性输出脉冲频谱输出脉冲频谱2VIPd2VIPd相当于脉冲的上升时间和脉相当于脉冲的上升时间和脉宽变大，而幅度没有减小。宽变大，而幅度没有减小。第49页，本讲稿共51页抑制脉冲干扰的方法2VIPd瞬态抑制器件与低瞬态抑制器件与低通滤波器一起使用通滤波器一起使用脉冲干扰频谱脉冲干扰频谱经过瞬态抑制频谱经过瞬态抑制频谱低通滤波后频谱低通滤波后频谱第50页，本讲稿共51页解决谐波问题交流输入交流输入 直流输出直流输出电压提升器电压提升器控制控制电路电路整流后电压整流后电压整流后电流整流后电流输出电压输出电压整流后电压整流后电压整流后电流整流后电流直流输出电压直流输出电压提升电压提升电压第51页，本讲稿共51页