1　引 言

　　防電磁干擾主要有三項(xiàng)措施,，即屏蔽、濾波和接地,。往往單純采用屏蔽不能提供完整的電磁干擾防護(hù),，因?yàn)樵O(shè)備或系統(tǒng)上的電纜是最有效的干擾接收與發(fā)射天線。許多設(shè)備單臺(tái)做電磁兼容實(shí)驗(yàn)時(shí)都沒有問題,，但當(dāng)兩臺(tái)設(shè)備連接起來以后,，就不滿足電磁兼容的要求了，這就是電纜起了接收和輻射天線的作用,。唯一的措施就是加濾波器,，切斷電磁干擾沿信號(hào)線或電源線傳播的路徑，與屏蔽共同構(gòu)成完美的電磁干擾防護(hù),，無論是抑制干擾源,、消除耦合或提高接收電路的抗能力。都可以采用濾波技術(shù),。

　　2　線上干擾的類型

　　線上的干擾電流按照其流動(dòng)路徑可以分為兩類：一類是差模干擾電流,，另一類是共模干擾電流,。差模干擾電流是在火線和零線之間流動(dòng)的干擾電流,，共模干擾電流是在火線、零線與大地(或其它參考物體)之間流動(dòng)的干擾電流,，由于這兩種干擾的抑制方式不同,，因此正確辨認(rèn)干擾的類型是實(shí)施正確濾波方法的前提。

       共模干擾一般是由來自外界或電路其它部分的干擾電磁波在電纜與“地”的回路中感應(yīng)產(chǎn)生的,，有時(shí)由于電纜兩端的接“地”電位不同,，也會(huì)產(chǎn)生共模干擾

。它對電磁兼容的危害很大,，一方面,，共模干擾會(huì)使電纜線向外發(fā)射出強(qiáng)烈的電磁輻射，干擾電路的其它部分或周邊電子設(shè)備,；另一方面,，如果電路不平衡，在電纜中不同導(dǎo)線上的共模干擾電流的幅度,、相位發(fā)生差異時(shí),，共模干擾則會(huì)轉(zhuǎn)變成差模干擾,，將嚴(yán)重影響正常信號(hào)的質(zhì)量，所以人們都在努力抑制共模干擾,。
　　
       差模干擾主要是電路中其它部分產(chǎn)生的電磁干擾經(jīng)過傳導(dǎo)或耦合的途徑進(jìn)入信號(hào)線回路,，如高次諧波、自激振蕩,、電網(wǎng)干擾等,。由于差模干擾電流與正常的信號(hào)電流同時(shí)、同方向在回路中流動(dòng),，所以它對信號(hào)的干擾是嚴(yán)重的,，必須設(shè)法抑制。
　　
       綜上所述可知,，為了達(dá)到電磁兼容的要求,，對共模干擾和差模干擾都應(yīng)設(shè)法抑制。

　　3　濾波器的分類

　　濾波器是由集中參數(shù)的電阻,、電感和電容,，或分布參數(shù)的電阻、電感和電容構(gòu)成的一種網(wǎng)絡(luò),。這種網(wǎng)絡(luò)允許一些頻率通過,，而對其它頻率成份加以抑制。根據(jù)要濾除的干擾信號(hào)的頻率與工作頻率的相對關(guān)系,，干擾濾波器有低通濾波器,、高通濾波器、帶通濾波器,、帶阻濾波器等種類,。

       低通濾波器是最常用的一種，主要用在干擾信號(hào)頻率比工作信號(hào)頻率高的場合,。如在數(shù)字設(shè)備中,，脈沖信號(hào)有豐富的高次諧波，這些高次諧波并不是電路工作所必需的,，但它們卻是很強(qiáng)的干擾源,。因此在數(shù)字電路中，常用低通濾波器將脈沖信號(hào)中不必要的高次諧波濾除掉,，而僅保留能夠維持電路正常工作最低頻率,。電源線濾波器也是低通濾波器，它僅允許50Hz的電流通過,，對其它高頻干擾信號(hào)有很大的衰減,。

　　●常用的低通濾波器是用電感和電容組合而成的，電容并聯(lián)在要濾波的信號(hào)線與信號(hào)地之間（濾除差模干擾電流）或信號(hào)線與機(jī)殼地或大地之間（濾除共模干擾電流）電感串聯(lián)在要濾波的信號(hào)線上。按照電路結(jié)構(gòu)分,，有單電容型（C型）,，單電感型，L型和反Γ型,，T型,，π型。

　　●高通濾波器用于干擾頻率比信號(hào)頻率低的場合,，如在一些靠近電源線的敏感信號(hào)線上濾除電源諧波造成的干擾,。

　　●帶通濾波器用于信號(hào)頻率僅占較窄帶寬的場合，如通信接收機(jī)的天線端口上要安裝帶通濾波器,，僅允許通信信號(hào)通過,。

　　●帶阻濾波器用于干擾頻率帶寬較窄，而信號(hào)頻率較寬的場合,，如距離大功率電臺(tái)很近的電纜端口處要安裝帶阻頻率等于電臺(tái)發(fā)射頻率的帶阻濾波器,。

　　不同結(jié)構(gòu)的濾波電路主要有兩點(diǎn)不同：

　　1．電路中的濾波器件越多，則濾波器阻帶的衰減越大,，濾波器通帶與阻帶之間的過渡帶越短,。

　　2．不同結(jié)構(gòu)的濾波電路適合于不同的源阻抗和負(fù)載阻抗，它們的關(guān)系應(yīng)遵循阻抗失配原則,。但要注意的是,，實(shí)際電路的阻抗很難估算，特別是在高頻時(shí)（電磁干擾問題往往發(fā)生在高頻）,，由于電路寄生參數(shù)的影響,，電路的阻抗變化很大，而且電路的阻抗往往還與電路的工作狀態(tài)有關(guān),，再加上電路阻抗在不同的頻率上也不一樣,。因此，在實(shí)際中,，哪一種濾波器有效主要靠試驗(yàn)的結(jié)果確定,。

　　4　濾波器的基本原理

　　濾波器是由電感和電容組成的低通濾波電路所構(gòu)成,，它允許有用信號(hào)的電流通過,，對頻率較高的干擾信號(hào)則有較大的衰減。由于干擾信號(hào)有差模和共模兩種,，因此濾波器要對這兩種干擾都具有衰減作用,。其基本原理有三種:

　　A）利用電容通高頻隔低頻的特性，將火線,、零線高頻干擾電流導(dǎo)入地線（共模）,，或?qū)⒒鹁€高頻干擾電流導(dǎo)入零線（差模）；

　　B）利用電感線圈的阻抗特性，將高頻干擾電流反射回干擾源,；

　　C）利用干擾抑制鐵氧體可將一定頻段的干擾信號(hào)吸收轉(zhuǎn)化為熱量的特性,，針對某干擾信號(hào)的頻段選擇合適的干擾抑制鐵氧體磁環(huán)、磁珠直接套在需要濾波的電纜上即可,。

　　5　電源濾波器高頻插入損耗的重要性

　　盡管各種電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于傳導(dǎo)發(fā)射的限制僅到30MHz（舊軍標(biāo)到50MHz,，新軍標(biāo)到10MHz），但是對傳導(dǎo)發(fā)射的抑制絕不能忽略高頻的影響,。因?yàn)?，電源線上高頻傳導(dǎo)電流會(huì)導(dǎo)致輻射，使設(shè)備的輻射發(fā)射超標(biāo),。另外,，瞬態(tài)脈沖敏感度試驗(yàn)中的試驗(yàn)波形往往包含了很高的頻率成份，如果不濾除這些高頻干擾,，也會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的敏感度試驗(yàn)失敗,。

　　電源線濾波器的高頻特性差的主要原因有兩個(gè)，一個(gè)是內(nèi)部寄生參數(shù)造成的空間耦合,，另一個(gè)是濾波器件的不理想性,。因此，改善高頻特性的方法也是從這兩個(gè)方面著手,。

　　內(nèi)部結(jié)構(gòu)：濾波器的連線要按照電路結(jié)構(gòu)向一個(gè)方向布置,，在空間允許的條件下，電感與電容之間保持一定的距離,，必要時(shí),，可設(shè)置一些隔離板，減小空間耦合,。

　　電感：按照前面所介紹的方法控制電感的寄生電容,。必要時(shí)，使用多個(gè)電感串聯(lián)的方式,。

　　差模濾波電容：電容的引線要盡量短,。要理解這個(gè)要求的含義：電容與需要濾波的導(dǎo)線（火線和零線）之間的連

線盡量短。如果濾波器安裝在線路板上,，線路板上的走線也會(huì)等效成電容的引線,。這時(shí)，要注意保證時(shí)機(jī)的電容引線最短,。

　　共模電容：電容的引線要盡量短,。對這個(gè)要求的理解和注意事項(xiàng)同差模電容相同。但是,，濾波器的共模高頻濾波特性主要靠共模電容保證,，并且共模干擾的頻率一般較高,，因此共模濾波電容的高頻特性更加重要。使用三端電容可以明顯改善高頻濾波效果,。但是要注意三端電容的正確使用方法,。即，要使接地線盡量短,，而其它兩根線的長短對效果幾乎沒有影響,。必要時(shí)可以使用穿心電容，這時(shí),，濾波器本身的性能可以維持到1GHz以上,。

　　特別提示：當(dāng)設(shè)備的輻射發(fā)射在某個(gè)頻率上不滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求時(shí)，不要忘記檢查電源線在這個(gè)頻率上的共模傳導(dǎo)發(fā)射,，輻射發(fā)射很可能是由這個(gè)共模發(fā)射電流引起的,。

　　6　濾波器的選擇

　　根據(jù)干擾源的特性、頻率范圍,、電壓和阻抗等參數(shù)及負(fù)載特性的要求,，適當(dāng)選擇濾波器，一般考慮：其一,，要求電磁干擾濾波器在相應(yīng)工作頻段范圍內(nèi),，能滿足負(fù)載要求的衰減特性，若一種濾波器衰減量不能滿足要求時(shí),，則可采用多級聯(lián),，可以獲得比單級更高的衰減，不同的濾波器級聯(lián),，可以獲得在寬頻帶內(nèi)良好衰減特性,。其二，要滿足負(fù)載電路工作頻率和需抑制頻率的要求,，如果要抑制的頻率和有用信號(hào)頻率非常接近時(shí),，則需要頻率特性非常陡峭的濾波器，才能滿足把抑制的干擾頻率濾掉,，只允許通過有用頻率信號(hào)的要求,。其三，在所要求的頻率上,，濾波器的阻抗必須與它連接干擾源阻抗和負(fù)載阻抗相失配,，如果負(fù)載是高阻抗，則濾波器的輸出阻抗應(yīng)為低阻,；如果電源或干擾源阻抗是低阻抗,，則濾波器的輸入阻抗應(yīng)為高阻,；如果電源阻抗或干擾源阻抗是未知的或者是在一個(gè)很大的范圍內(nèi)變化,，很難得到穩(wěn)定的濾波特性,，為了獲得濾波器具有良好的比較穩(wěn)定的濾波特性，可以在濾波器輸入和輸出端,，同時(shí)并接一個(gè)固定電阻,。其四，濾波器必須具有一定耐壓能力,，要根據(jù)電源和干擾源的額定電壓來選擇濾波器,，使它具有足夠高的額定電壓，以保證在所有預(yù)期工作的條件下都能可靠地工作,，能夠經(jīng)受輸入瞬時(shí)高壓的沖擊,。其五，濾波器允許通過應(yīng)與電路中連續(xù)運(yùn)行的額定電流一致,。額定電流高了,，會(huì)加大濾波器的體積和重量；額定電流低了,，又會(huì)降低濾波器的可靠性,，其六，濾波器應(yīng)具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度,，結(jié)構(gòu)簡單,、重量輕、體積小,、安裝方便,、安全可靠。

　　7　濾波器的使用

　　為了提高電源的品質(zhì),、電路的線性,、減少各種雜波和非線性失真干擾和諧波干擾等均使用濾波器。對武器系統(tǒng)來講,，使用濾波器的場所有：其一,，除總配電系統(tǒng)和分配電系統(tǒng)上設(shè)置電源濾波器外，進(jìn)入設(shè)備的電源均要安裝濾波器,，最好使用線至線濾波器,，而不使用線至地濾波器。其二,，對脈沖干擾和瞬變干擾敏感的設(shè)備,，使用隔離變壓器供電時(shí)，應(yīng)在負(fù)端加裝濾波器,。其三,，對含電爆裝置的武器系統(tǒng)供電時(shí)，應(yīng)加濾波器,。必要時(shí),，電爆裝置的引線也要加裝濾波器,。其四、各分系統(tǒng)或設(shè)備之間的接口處,，應(yīng)有濾波器抑制干擾,，確保兼容。其五,，設(shè)備和分系統(tǒng)的控制信號(hào),，其輸入和輸出端均應(yīng)加濾波器或旁路電容器。

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