設計電磁幹擾濾波器
發布時間:2019-04-15 責任編輯:wenwei
【導讀】電磁幹擾濾波器是一種特殊用途的濾波器,主要用來濾除電纜上的電磁幹擾,它與一般的電路中使用的濾波器有幾點區別:
工作頻率範圍寬,從幾十KHZ到1GHZ以上都可以滿足。
1、電磁幹擾濾波器的簡介
電磁幹擾濾波器是一種特殊用途的濾波器,主要用來濾除電纜上的電磁幹擾,它與一般的電路中使用的濾波器有幾點區別:
1.工作頻率範圍寬,從幾十KHZ到1GHZ以上都可以滿足。
2.一般電路中的濾波器所連接的阻抗是一定的,而電磁幹擾濾波器所連接的電路阻抗卻不是固定的,是隨著頻率的變化而變化的。

采用電磁幹擾濾波器的原因:
1.數(shu)字(zi)脈(mai)衝(chong)電(dian)路(lu)是(shi)主(zhu)要(yao)的(de)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)源(yuan),脈(mai)衝(chong)信(xin)號(hao)含(han)有(you)豐(feng)富(fu)的(de)高(gao)次(ci)諧(xie)波(bo),而(er)這(zhe)些(xie)諧(xie)波(bo)都(dou)是(shi)我(wo)們(men)所(suo)不(bu)需(xu)要(yao)的(de),並(bing)且(qie)這(zhe)些(xie)高(gao)次(ci)諧(xie)波(bo)很(hen)容(rong)易(yi)輻(fu)射(she)和(he)耦(ou)合(he),是(shi)很(hen)強(qiang)的(de)幹(gan)擾(rao)源(yuan),所(suo)以(yi)要(yao)采(cai)用(yong)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)濾(lv)波(bo)器(qi)使(shi)其(qi)隻(zhi)保(bao)留(liu)有(you)用(yong)工(gong)作(zuo)頻(pin)率(lv)的(de)脈(mai)衝(chong)信(xin)號(hao)(1/π*tr)而濾除其他高次頻率的諧波信號。
2.高頻電磁波在空間傳輸效率更高,也更容易被吸收,因此他們在電路中產生的噪聲電壓、電流也是高頻的。
3.當導線上有傳導電流時,電流頻率越高,越容易形成輻射,從而產生較強的輻射騷擾。
4.daoxianhuodianlanzhijiancunzaifenbudianronghehugan,huichanshengxianghudechuanrao,zhexieganraoyigaopinweizhu,qiepinlvyuegao,chuanraoyueyanzhong,zuiyouxiaodefangfajiushiditonglvboqilvchu。
下圖為低通濾波器的頻率特性,對於濾波器,主要關注其插損和截至頻率。

通帶內:濾波器可以保持信號的完整性。
過渡帶:濾波器會對信號造成衰減,此段內信號完整性已無法再保證。
阻帶內:信號被完全濾除,無法通過濾波器。
2、如何選擇濾波器
常見低通濾波器種類繁多,實際選用需要根據實際情況選用:

濾波器階數越高,過渡帶就越窄,相應的就越適合幹擾頻率與信號頻率靠近的場合中使用。
電dian路lu的de截jie止zhi頻pin率lv是shi由you電dian路lu中zhong的de電dian感gan和he電dian容rong參can數shu決jue定ding的de,電dian容rong和he電dian感gan的de值zhi越yue大da,濾lv波bo器qi的de截jie止zhi頻pin率lv越yue低di。電dian路lu中zhong的de電dian容rong和he電dian感gan值zhi用yong下xia列lie公gong式shi確que定ding:

R:源和負載的阻抗
fc:濾波器的截止頻率
對於T型(單級或多級)和π型(單級或多級)電路,最外邊的電容或電感取C/2和L/2,中間不變。
對於一個特定的濾波器,設源組為Zs,負載阻抗為Zl,它的插損可以通過公式計算:
Γ型濾波電路:
π型濾波電路:
3、電磁幹擾濾波器在整改RGB顯示屏中的應用
目前RGB顯示屏在顯示要求不高的行業依然應用廣泛,下圖是屏時鍾高次諧波引起的輻射超標測試圖(隻列舉了超標的水平極化方向)。

電纜是係統中導致電磁兼容問題的最主要因素,在電磁兼容試驗中經常出現這樣的情況:設備無論如何改進都無法通過電磁兼容試驗,但在將設備的外拖電纜取下時設備就能順利地通過試驗;在實際使用電子設備時也經常遇到這樣的情況:設(she)備(bei)無(wu)法(fa)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)甚(shen)至(zhi)經(jing)常(chang)死(si)機(ji),但(dan)將(jiang)連(lian)接(jie)電(dian)纜(lan)拔(ba)下(xia)來(lai)之(zhi)後(hou)就(jiu)一(yi)切(qie)正(zheng)常(chang)了(le)。事(shi)實(shi)上(shang),我(wo)們(men)在(zai)現(xian)實(shi)中(zhong)遇(yu)到(dao)的(de)電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)問(wen)題(ti),大(da)部(bu)分(fen)是(shi)由(you)電(dian)纜(lan)引(yin)起(qi)的(de),主(zhu)要(yao)包(bao)括(kuo)信(xin)號(hao)電(dian)流(liu)(差模電流)回路產生的差模輻射和共模電流回路產生的共模輻射,而屏排線也是電纜的一種。
抑製措施:增加低通濾波器
接口電路與電纜在電路上直接相連,接口電路是否進行了有效的EMC設計,直接關係到整機係統是否能通過EMC測試。接口電路采用低通濾波器,濾除電纜上的高頻共模電流是減小共模輻射的有效方法,具體電路如下:

(a)RGB信號線使用低通濾波器示意圖

(b)低通濾波器內部電路圖
在接口電路采用低通濾波器以及處理屏排線後的測試數據如下圖:

由測試結果可見,四個頻率點都有不同程度的下降,最後通過處理RGB模式顯示屏的時鍾、電纜、端口、背光四個部分後完成整改。
4、總結
一般電磁幹擾濾波器都是低通濾波器,主要用在幹擾信號比工作信號頻率高的場合,所以在EMC測試整改過程中選擇一款合適的濾波器往往可以達到事半功倍的效果。
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