电子组装工艺与设备大二下学期第四节滤波.ppt

第四节 滤波,概述,滤波技术是抑制电子产品电磁传导干扰，提高电子产品抗传导扰度能力的主要手段。滤波器的作用是允许工作信号通过，而对非工作信号（电磁骚扰）则有很大的衰减作用，使产生干扰的机会减为最小。,电磁干扰滤波器的工作方式：1）把无用信号能量在滤波器里消耗掉。这种滤波器中含有损耗性器件，如铁氧体材料等；2）不让无用信号通过，并把它们反射回信号源。这种滤波器主要由无损耗的电抗元件构成。,滤波器的分类,根据滤波原理可分为：吸收式滤波器、反射式滤波器根据工作条件可分为：有源滤波器、无源滤波器根据频率特性可分为：低通、高通、带通、带阻滤波器,低通滤波器,主要用在干扰信号频率比工作信号频率高的场合，滤除高频成分而让低频成分通过。,应用：常用的低通滤波器是用电感和电容组合而成的，电容并联在要滤波的信号线与信号地线之间或信号线与机壳地或大地之间，电感串联在要滤波的信号线上。1）在数字电路中，常用低通滤波器将脉冲信号中不必要的高次谐波滤除掉，而仅保留能够维持电路正常工作最低频率。2）电源线滤波器也是低通滤波器，它仅允许50Hz的电流通过，对其它高频干扰信号有很大的衰减。,按照电路结构不同，常用的低通滤波器除了T型，型外，还有单电容型，单电感型，型和反型,规律：电容对高阻，电感对低阻,高通滤波器,滤除低频成分而让高频成分通过，用在干扰频率比信号频率低的场合。应用：在一些靠近电源线的敏感信号线上滤除电源谐波造成的干扰,带通滤波器,只让某一范围频率通过,高于或低于该频率范围的成分都被滤除。用在信号频率仅占较窄带宽的场合。应用：通信接收机的的天线端口上要安装带通滤波器，仅允许通信信号通过。,带阻滤波器,与带通滤波器相反,是阻止某一范围频率通过。用在干扰频率带宽较窄，信号频率较宽的场合。应用：距离大功率电台很近的电缆端口处要安装阻带频率等于电台发射频率的带阻滤波器。,宽带滤波,大小电容并联 将一个大电容和一个小电容并联起来使用，大电容抑制低频干扰、小电容抑制高频。但该方法，会在某个频率上出现旁路效果很差的现象。,频率,小电容,三端电容 通常称为片状滤波器。三端电容的一个电极上有两根引线，使用时，这两个引线串联在需要滤波的导线中。导线电感与电容刚好构成了一个T形滤波器，并且消除了一个电极上的串联电感。但两根引线间的寄生电容耦合以及接地线的电感仍会影响其高频效果。,三端电容,30 70,20,60,40,普通电容,频率,衰减,谐振频率后移,中间的接地线越短越好，避免两侧的引线的平行部分过长，否则高频滤波效果会打很大折扣。,制约着其高频效果的两个因素：寄生电容耦合，接地线的电感。三端电容的滤波效果一般在300MHz以下。,穿心电容 一个电极与芯线（中心导电杆）相联，另一个电极与外壳相联。使用时，一个电极通过焊接或螺装直接安装在金属面板上，需要滤波的信号线连接在芯线的两端。优点：接地电感小；输入输出无耦合,电磁干扰滤波器,电磁干扰滤波器属于低通滤波器，包括电源线滤波器和信号线滤波器。电磁干扰大多频率较高的信号，频率越高的信号越容易辐射和耦合数字电路中许多高次谐波是电路工作所不需要的，必须滤除，防止对其它电路产生干扰。电源线上的杂波频率较高频率较高时，杂散电容和电感之间的相互串扰严重,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。,电磁干扰滤波器不等同于一般的低通滤波器，从使用环境来看：一般低通滤波器：工作电平低、工作电流较小，源端或负载特性较单一电磁干扰滤波器：工作电压高、额定工作电流大，要能承受瞬时大电流的冲击，其源端特性、负载特性随其工作环境的不同变化较大。,频率范围宽，过渡带窄；阻抗不确定，变化范围宽,安装位置 滤波器安装在干扰源一侧还是安装在受干扰对象一侧应由干扰的侵入途径而定。当只有一个干扰源影响多个敏感设备时，应在干扰源一侧接入一个滤波器；反之，如果只有一个敏感设备，而有多个干扰源，则滤波器应安装在敏感设备一侧。如果干扰来自电源线的辐射，应在电源出口处加以滤波，否则辐射干扰将通过各种耦合途径达到敏感设备。,电磁干扰滤波器的安装,输入和输出侧的配线之间必须屏蔽隔离 滤波器的输入和输出侧的配线之间必须屏蔽隔离，引线应尽量短且不能交叉，否则两者之间的电磁耦合直接影响滤波效果。尤其在干扰源一侧安装滤波器时，更要尽量减小输入与输出间的耦合，以减少传导干扰及辐射干扰。,高频接地 滤波器应加屏蔽，其屏蔽体应与金属设备壳体良好搭接。否则，高频接地阻抗将直接降低高频滤波效果。滤波器的安装位置应尽量接近金属设备壳的接地点，滤波器的接地线应尽量短。搭接方法 一般将滤波器的屏蔽体外壳直接安装在设备的金属外壳上，以降低连接阻抗。为了保证在任何情况下均有良好的接触，最好采用焊接和螺帽压紧等搭接方法。,电源线滤波器,作用 电源线滤波器实际上是一个低通滤波器。它毫无衰减的把直流、50Hz等的直流或者低频电源功率传送到设备上去，却大大衰减经电源线传入的骚扰信号，同时也能大大抑制设备本身的骚扰信号进入电源。,开关电源内部的电源滤波,结构 如图电源线滤波器的基本网络结构由2个电感L1、L2和3个电容CY1、CY2、CX构成。1）L1、CY1和L2、CY2构成两个低通滤波器，抑制共模干扰。CY1、CY2称为共模电容。,共模扼流圈：LI、L2是对称的绕在同一个磁环上个两个独立线圈。绕数相同，绕向相对。称为共模电感或共模扼流圈。,2）对于共模扼流圈，由于磁环的材料不会绝对均匀，线圈的绕制不会完全对称，故存在差模电感L1-L2。由差模电感和CX构成低通滤波器，抑制差模干扰。CX称差模电感。,安装 存在问题：1）输入端和输出端距离太近，且无隔离，存在明显的电磁耦合。,2）滤波器的输入线太长,3）滤波器的外壳没有连接到机壳上,正确安装：1）滤波器的输入线尽量短；2）输入、输出线要隔离；3）滤波器外壳和机壳良好接触。,作业：,简述三种宽带滤波方法及其结构特征。试画出电源线滤波器结构的基本电路图，并简述其滤波原理。简述电源线滤波器正确的安装要求。,