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1、第第5章章 电磁干扰滤波器电磁干扰滤波器刘刘 洋洋应用物理教研室应用物理教研室5.3.4 滤波连接器滤波连接器 电缆产生的辐射电缆产生的辐射尤其严重。电缆之所以会辐射电尤其严重。电缆之所以会辐射电磁波，是因为磁波，是因为电缆端口处有共模电压电缆端口处有共模电压存在，电缆存在，电缆在这个共模电压的驱动下，如同一根单极天线，在这个共模电压的驱动下，如同一根单极天线，如下图所示。如下图所示。减小电缆上共模高频电流的一个有效方法是在电缆减小电缆上共模高频电流的一个有效方法是在电缆的的端口处使用低通滤波器端口处使用低通滤波器，滤除电缆上的高频共模，滤除电缆上的高频共模电流。传统上都是将滤波器安装在线路板
2、上的电缆电流。传统上都是将滤波器安装在线路板上的电缆端口处，如下图所示。端口处，如下图所示。 如果经过滤波后的信号线在机箱内较长，如果经过滤波后的信号线在机箱内较长，容易再次感应干扰信号，形成新的共模电容易再次感应干扰信号，形成新的共模电流，导致电缆辐射。流，导致电缆辐射。滤波连接器滤波连接器是解决这个问题的理想器件。是解决这个问题的理想器件。滤波连接器的每个插针上有一个低通滤波滤波连接器的每个插针上有一个低通滤波器，能够将插针上的共模电流滤掉。器，能够将插针上的共模电流滤掉。滤波连接器的优点滤波连接器的优点 滤波连接器能够将电缆中的滤波连接器能够将电缆中的干扰电流滤除干扰电流滤除，从而，从而
3、彻底消除电缆的辐射因素。彻底消除电缆的辐射因素。滤波连接器滤波连接器抑制电缆辐射抑制电缆辐射的效果比屏蔽电缆更稳的效果比屏蔽电缆更稳定。定。使用滤波连接器后，可以降低对电缆端接的要求，使用滤波连接器后，可以降低对电缆端接的要求，避免使用价格昂贵的高质量屏蔽电缆，从而避免使用价格昂贵的高质量屏蔽电缆，从而降低降低成本成本。l使用滤波连接器的注意事项使用滤波连接器的注意事项滤波器的接地滤波器的接地所有针都要滤波所有针都要滤波屏蔽机箱屏蔽机箱经济型与普通型经济型与普通型D型滤波器连接器型滤波器连接器高性能型与高密度高性能型与高密度D型滤波器连接器型滤波器连接器超高性能超高性能D型滤波器连接器型滤波器
4、连接器军用滤波器连接器军用滤波器连接器选用滤波连接器时，除了在选用普通连接器时选用滤波连接器时，除了在选用普通连接器时要考虑的因素外，滤波器的要考虑的因素外，滤波器的截止频率截止频率也是一个也是一个重要的参数。重要的参数。为了保证滤波器连接器能良好地接地，在连接为了保证滤波器连接器能良好地接地，在连接器与屏蔽机箱间还应使用器与屏蔽机箱间还应使用射频密封衬垫射频密封衬垫。滤波连接器的选用滤波连接器的选用 l电源线滤波器的选用电源线滤波器的选用1.单级电源线滤波器单级电源线滤波器对源和负载的阻抗都很对源和负载的阻抗都很敏感敏感，当工作在实际的源和负载阻抗条件，当工作在实际的源和负载阻抗条件下时，很
5、容易产生增益，而不是衰减。下时，很容易产生增益，而不是衰减。2.这种增益通常出现在这种增益通常出现在150kHz10MHz的的频率范围内，幅度可以达到频率范围内，幅度可以达到10dB20dB。3.因此，在产品上安装一个不合适的滤波器因此，在产品上安装一个不合适的滤波器后，可能会增加后，可能会增加发射强度和发射强度和/或使敏感性或使敏感性变得更糟变得更糟。图示的两级或更多级的滤波器，可以使内图示的两级或更多级的滤波器，可以使内部接点保持在相对稳定的阻抗上，因此对部接点保持在相对稳定的阻抗上，因此对负载及源的阻抗依赖不是很大，可以提供负载及源的阻抗依赖不是很大，可以提供接近接近50/50指标的性能
6、。但指标的性能。但滤波器体积大，滤波器体积大，价格高价格高。大多数电源线滤波器电容连接在相线与地大多数电源线滤波器电容连接在相线与地线之间。为了不超过相关安全标准限定的线之间。为了不超过相关安全标准限定的地线允许泄漏值，电容值大约在几地线允许泄漏值，电容值大约在几nF左右。左右。 l信号线滤波器的选用信号线滤波器的选用低频模拟信号中使用的滤波器，尤其是当低频模拟信号中使用的滤波器，尤其是当电子电路的灵敏度非常高时，需要采用如电子电路的灵敏度非常高时，需要采用如电源线滤波器一样的电源线滤波器一样的单级或多级电路单级或多级电路。 通常，信号是数字化的或高电平模拟信号，通常，信号是数字化的或高电平模
7、拟信号，对干扰不很敏感，可采用对干扰不很敏感，可采用R、L、C、RC、LC、T或或型滤波器。型滤波器。R和和L滤波器的基本工作原理是产生一个滤波器的基本工作原理是产生一个高阻抗以反射干扰，但这通常仅能获得几高阻抗以反射干扰，但这通常仅能获得几个个dB的衰减。当的衰减。当源和负载阻抗都较低源和负载阻抗都较低时，时，这种滤波器最适合。这种滤波器最适合。5.4.2 滤波器的安装滤波器的安装l滤波器安装的一般注意事项滤波器安装的一般注意事项 选择好合适的滤波器，如果安装不当，仍然会破选择好合适的滤波器，如果安装不当，仍然会破坏滤波器的衰减特性。只有恰当地安装滤波器坏滤波器的衰减特性。只有恰当地安装滤波
8、器才能获得良好的效果，通常应注意的事项如下：才能获得良好的效果，通常应注意的事项如下：滤波器最好滤波器最好安装在干扰源出口处安装在干扰源出口处，再将干扰源，再将干扰源和滤波器完全屏蔽在一个盒子里。和滤波器完全屏蔽在一个盒子里。 滤波器的滤波器的输入和输出线必须分开输入和输出线必须分开，防止出现输，防止出现输入端与输出端线路耦合现象而降低滤波器的衰入端与输出端线路耦合现象而降低滤波器的衰减特性。减特性。 滤波器中滤波器中电容器导线应尽可能短电容器导线应尽可能短，防止感抗与，防止感抗与容抗在某个频率上形成谐振，电容器相对于其容抗在某个频率上形成谐振，电容器相对于其他电容器和元件成直角安装，避免相互
9、产生影他电容器和元件成直角安装，避免相互产生影响。响。滤波器接地线上有很大的短路电流，能辐射很滤波器接地线上有很大的短路电流，能辐射很强的电磁干扰，因此对滤波器的抑制元件要进强的电磁干扰，因此对滤波器的抑制元件要进行行良好的屏蔽良好的屏蔽。焊接在同一插座上的焊接在同一插座上的每根导线每根导线都必须进行滤波，都必须进行滤波，否则会使滤波器的衰减特性完全失去。否则会使滤波器的衰减特性完全失去。套管滤波器必须完全套管滤波器必须完全同轴安装同轴安装，使电磁干扰电，使电磁干扰电流成辐射状流经电容器。流成辐射状流经电容器。 l滤波器的正确安装滤波器的正确安装1.滤波器的输入和输出分别在机箱金属面板的两滤波
10、器的输入和输出分别在机箱金属面板的两侧，直接安装在金属面板上，使侧，直接安装在金属面板上，使接触阻抗最小接触阻抗最小，并且利用机箱的金属面板将滤波器的输入端和并且利用机箱的金属面板将滤波器的输入端和输出端隔离开，防止高频时的耦合。输出端隔离开，防止高频时的耦合。2. 滤波器与机箱面板之间最好滤波器与机箱面板之间最好安装电磁密封衬垫安装电磁密封衬垫(在有些应用中，电磁密封衬垫是必须的，否则在有些应用中，电磁密封衬垫是必须的，否则接触缝隙接触缝隙会产生泄漏会产生泄漏)。3.滤波器直接接地尽量短，输入输出线隔离滤波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器安装
11、在线路板上时，在电源线入口处增加一只只高频共模滤波器高频共模滤波器u常见防雷产品常见防雷产品 现代防雷产品种类繁多，大致可分为现代防雷产品种类繁多，大致可分为4大类：大类： (1)接闪器接闪器 避雷针是最早的接闪器，也是目前世界上公认的避雷针是最早的接闪器，也是目前世界上公认的最成熟的防直击雷装置。避雷带、避雷网、避雷最成熟的防直击雷装置。避雷带、避雷网、避雷线是避雷针的变形，其接闪原理是一致的。线是避雷针的变形，其接闪原理是一致的。 (2)低压电源避雷器低压电源避雷器 信息产业部的分析统计表明：通信站信息产业部的分析统计表明：通信站80%的雷击事故是由雷电波侵入电源线造成的。的雷击事故是由雷
12、电波侵入电源线造成的。因此，低压交流避雷器发展非常迅速。因此，低压交流避雷器发展非常迅速。 (3) 通信线路避雷器通信线路避雷器 通信线路避雷器的技术要求较高，因为除了满足通信线路避雷器的技术要求较高，因为除了满足防雷技术要求外，还须保证传输指标要求。加上防雷技术要求外，还须保证传输指标要求。加上与通信线路相连的设备耐压很低，对防雷器件的与通信线路相连的设备耐压很低，对防雷器件的残压要求严格，因此在选择防雷器件时较困难残压要求严格，因此在选择防雷器件时较困难 。 (4) 接地装置接地装置 接地是防雷的基础，标准规定的接地方法是采用接地是防雷的基础，标准规定的接地方法是采用金属型材铺设水平或垂直地极，在腐蚀强烈的地金属型材铺设水平或垂直地极，在腐蚀强烈的地区可以采用镀锌和加大金属型材的截面积的方法区可以采用镀锌和加大金属型材的截面积的方法抗腐蚀，也可以采用非金属导体做地极，如石墨抗腐蚀，也可以采用非金属导体做地极，如石墨地极和硅酸盐水泥地极。更合理的方法是利用现地极和硅酸盐水泥地极。更合理的方法是利用现代建筑的基础钢筋做地极，有事半功倍之效。代建筑的基础钢筋做地极，有事半功倍之效。 接地网接地网
