(2021年整理)041电磁兼容技术综述

041电磁兼容技术综述041电磁兼容技术综述 编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（041电磁兼容技术综述）的内容能够给您的工作和学习带来便利。同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快 业绩进步，以下为041电磁兼容技术综述的全部内容。- 36 -电磁兼容技术综述北京交通大学抗电磁干扰研究中心 沙斐在现代社会中，电子技术已经渗透到各行各业.但是越来越多的工业场所、办公机构和家庭，都几乎面对同样的问题：电磁干扰。日常生活常见的例子如：家用电器、电动工具干扰收音机、电视机和家庭娱乐系统的正常工作;电子控制的汽车防盗报警器半夜里无故大声尖叫。无线电话机、手提计算机在飞机上使用时干扰无线电导航系统，严重的还会造成飞机失事.医院用的心脏起博器、呼吸分析器等医疗设备对无线电频率干扰十分敏感；还有广受关注的手机辐射对人体影响等问题。工业环境如电力系统、电气化铁道、工厂车间等安装的自动化控制系统，常常由于强电设备对弱电设备的电磁干扰而失效。因此，怎样使在同一电磁环境下工作的各种电子电气设备、器件或系统,都能正常工作，互不干扰，达到兼容状态，这不仅是用户所关心的，也是摆在电子设备设计人员和安装、维护人员面前的重要问题。这就是电子设备的电磁兼容性.一电磁兼容学科的发展概况电磁兼容（EMCElectromagnetic Compatibility)是一门新兴的综合性学科，它主要研究电磁干扰和抗干扰的问题.但是，目前它的研究对象已不仅仅限于电子电气设备,而进一步拓宽到雷电、静电等自然干扰源；核电磁脉冲;无线电频率的分配和管理;信息处理设备电磁泄漏产生的失密；电磁环境污染与生态效应等等。因此电磁兼容学科包含的内容十分广泛，实用性很强，几乎所有的现代工业部门都需要解决电磁兼容问题。电磁兼容作为一门学科在60年代开始有了较全面的发展，目前世界上发达的国家例如美国、欧共体国家、日本等已形成了一整套完整的电磁兼容体系，表现在：具有完善的电磁兼容标准和规范；具有有效地对军用和民用产品进行电磁兼容检测和管理的机构；具有高精度的电磁兼容自动测试系统;研制了很多关于电磁兼容预测、分析和设计的程序，有的已经商品化；用于电磁兼容控制技术的新材料、新工艺、新产品不断出现。这个体系保证了产品从设计、制造、进入市场和使用的全过程都得到充分的控制，最终能实现整体的电磁兼容.我国由于过去经济基础比较薄弱,电子工业相对落后，电磁兼容矛盾不突出，所以起步较晚，目前与国外的差距仍然很大.我国对电磁兼容的重视始于70年代的军工产业。80年代成立了全国无线电干扰标准化技术委员会，与CISPR（国际无线电干扰特别委员会）对口,研究与制订了一些电磁兼容标准。90年代的海湾战争使国人看到了电磁干扰与抗干扰在新式战争中的威力，认识到电磁兼容的重要性。民用企业感受到电磁兼容的迫切性是在欧共体颁布电磁兼容指令89/336/EEC之后，指令规定自1996年1月1日起，凡不符合电磁兼容标准的产品一律不准进入欧洲市场，这给我国的民用电子工业产品的出口带来了很大压力。现在我国已经加入了WTO,根据WTO/TBT协议（贸易技术壁垒协议)，如果我国本身没有对产品进行电磁兼容认证的要求，则国外的不符合电磁兼容要求的“垃圾”产品就会大举入侵我国，因此建设和完善我国自己的电磁兼容体系已是刻不容缓的事情。二电磁兼容标准由于电磁兼容问题在如此众多的领域中普遍存在,电磁兼容标准作为消除电磁干扰破坏性影响的科技规范变得日趋重要。各工业发达国家都有从事EMC标准制订工作的专业委员会,并逐步走向国际统一标准。目前国际上有权威性的电磁兼容标准有:国际电工委员会的CISPR 标准和IEC标准、欧共体的EN标准、ETS标准、美国的FCC标准和军用标准MILSTD。我国也已经制订了92个电磁兼容标准.这些标准规定了各种类型的电气电子设备在各个频段的电磁骚扰发射限值和抗扰度限值，并规定了相应的试验方法、仪器设备和试验场地。2000年我国成立了中国电磁兼容认证委员会并建立了认证机构“中国电磁兼容认证中心”，40家企业的计算机、电视机、电冰箱通过了电磁兼容认证。2001年国家建立了强制性产品认证制度，并公布了首批进行强制性认证的产品目录，涉及9大类别的132种产品。自2003年5月1日起上述产品必须经国家指定的认证机构认证，在安全和电磁兼容性检测合格后取得证书和三C标志（CCC）,方可出厂销售、进口和在经营活动中使用。可见我国的电磁兼容认证工作正在全面开展并逐步与国际接轨。三电磁干扰三要素对电磁兼容问题的关注，主要围绕构成干扰的三要素来进行。这三要素是：电磁骚扰源、传输途径和敏感设备。1、电磁骚扰源电磁骚扰源可能是电磁噪声和无用信号。电磁噪声是不带任何信息的电磁现象，主要在电压或电流发生急剧变化(即dv/dt，di/dt很大）时产生。例如雷电、静电放电；电气设备中电感负载切断时产生的瞬变脉冲噪声；接通负载时的冲击电流及开关触点的抖动产生的脉冲噪声。信息技术设备和电力电子器件的工作信号是数字脉冲信号，具有很宽的频带，从电磁兼容角度应该考虑的最高频率为时钟频率的10倍或者为1/tr, tr为脉冲的上升沿时间，即脉冲的前沿越陡峭或脉冲的重复频率越高，则脉冲包含的高频能量越大。设备内的元器件、集成片、印制电路板的轨线、各印制板之间的连接线等，只要有信号电流经过，都可能向外发射电磁能量，而且频率越高就越容易发射，从而对周围的其他设备或系统产生电磁干扰。因此，信息技术设备和电力电子器件的工作信号本身就是电磁骚扰源。无用信号是指一些功能性信号，例如广播、电视、雷达等，本身是有用信号，但干扰了其它设备的正常工作，所以对敏感设备而言是无用信号。电磁骚扰源是客观存在的,只有在影响了敏感设备的正常工作时才构成“干扰”，也就是人们通俗所说的电磁干扰。2、骚扰的传输途径骚扰的传输途径有两条,通过空间辐射和通过导线传导。骚扰通过导线传输时主要通过共阻抗耦合和地环路耦合方式产生干扰。当设备或元器件公用电源线和地线时(在印制电路板上是电源轨线和地线轨线），设备或元器件之间就会通过公共阻抗产生相互干扰。电源线和地线本身的电阻很低，但由于包含分布电感，所以高频时其阻抗不能忽略。高频骚扰电流就会在公共阻抗上产生相当可观的骚扰电压,迭加到其他电路上。当两个设备相互间有信号连接,同时又各自在不同地点接地,如果两个接地点之间存在地电位差，就会产生地环路干扰。骚扰通过空间传播时，产生干扰的形式分为近场耦合和远场辐射二种。如果敏感电路离骚扰源的距离/2（为骚扰源最高频率的波长）则为近场耦合，骚扰源通过电场和磁场（也可看成通过互电容、互电感）对敏感电路产生干扰。一般设备内部各部分电路之间的相互干扰常用近场耦合方式处理。如果/2则为远场辐射干扰,骚扰电磁波或穿过敏感设备外壳干扰其内部电路，或在敏感设备的外部连接线上感应干扰电流，通过导线侵入设备内部。一般设备或系统之间的干扰属于远场辐射干扰。3、敏感设备敏感设备指被干扰的设备，主要研究电磁骚扰怎样使设备性能降低,以期找到提高设备抗干扰能力的途径。任何电子设备既可能是骚扰源,又可能是敏感设备。因此必须采用适当的骚扰控制技术才能使电子设备达到电磁兼容性。四电磁兼容控制技术。提高电子信息设备的电磁兼容性必须采用综合的骚扰抑制措施，在骚扰传播途径中层层设防，才能达到预期效果。这些措施包括:1、屏蔽技术。机箱（柜）屏蔽和设备内部某些元器件的屏蔽用于切断骚扰通过空间传播的途径。设备一般采用金属机箱或在塑料机箱内喷涂一层金属作为屏蔽层.但实际上机箱上总是存在各式各样的孔和缝隙,例如通风孔、进出线孔、面板器件安装孔、机箱各板的连接缝隙、机箱盖和箱体之间的缝隙等，这些孔、缝都可能造成电磁波的严重泄漏，因此在设计中应遵循下面的经验公式:商用设备机箱孔缝直径d信号线阻抗负载回流线阻抗-但是，实际情况往往没有这么理想，两个设备的接地点P和Q之间很可能会存在电位差UCM。例如，设备处有高电流入地或瞬态强电流入地，使P点地电位弹升，或者电缆传输线处在较强的骚扰电磁场中,地环路中产生感应电动势,相当于在PQ间存在电位差UCM.此时,由UCM产生的噪声电流将同时通过信号线和回流线，方向是相同的，因此是共模电流,途径为 信号线阻抗 负载 P点 Q点 -回流线阻抗 由于各条途经中的阻抗不一样，共模电流大小也不同，因此在ZL两端产生了差模压降,从而对设备2的正常工作产生干扰。由于各条途经中的阻抗不一样，共模电流大小也不同，因此在ZL两端产生了差模压降，从而对设备2的正常工作产生干扰。传输线对上是否存在共模电流骚扰可以方便地用电流钳测出。将电流钳夹住传输线，差模电流不会在电流钳中产生感应电压，共模电流则可以。将该电压输入示波器或频谱仪就可以分析共模骚扰的波形和频谱特性。1图2 平衡电路传输2。2抑制共模电流传导骚扰的对策2。2。1采用平衡电路如果用图2的平衡电路来代替图1的不平衡电路,则情况可以大大改善.图中信号线和回流线对地阻抗是平衡的，由UCM驱动的共模电流在两条线中是相等的,因而在ZL两端没有差模噪声压降，所以用平衡电路可以避免从共模到差模的转换。例如，计算机的RS-422串行接口采用这种平衡传输方式，因此可提高传输线的抗干扰能力。2.2。2切断地环路由于产生共模电流的根本原因是地电位差的存在,所以切断地环路是抑制共模电流骚扰最直接的方法。这种方法常用的措施有以下几种:1）隔离变压器图3 隔离变压器切断地环路(a)隔离变压器；(b)等效电路；(c)隔离层结构在电路1和2之间插入隔离变压器,如图3（a）所示.电路1的有用信号可以通过变压器的磁场耦合传输到电路2去，而地环路产生的共模电流由于方向相同在变压器初级绕组中相互抵消，起到了隔离作用.但是一般变压器并非理想的，初级绕组和次级绕组间存在着分布电容，所以共模电流可能通过这些分布电容从初级流到次级去，并进一步流向负载。为了减小分布电容,提高变压器的隔离效果，应该在初、次级间加一层金属屏蔽层，其结构是用一层铜箔绕一匝，但在交接处必须垫上绝缘层,不能让其变成短路环，否则差模电流也被隔离了，见图3(b）.该铜箔起到了初级与次级间的电场屏蔽作用,即减小了两者之间的分布电容。该铜箔应接地，而且要接在负载端，否则不起作用，这可用图3（c）解释。屏蔽体如接在A端的地上，则共模噪声仍可通过C2耦合到负载上去,所以在B端接地。隔离变压器的缺点是不能传输直流信号和频率很低的信号.图4 共模扼流圈2） 共模扼流圈图5 光电耦合器切断地环路在电路1与电路2之间插入共模扼流圈，如图4所示.共模扼流圈可以传输差模信号，直流和频率很低的差模信号都可以通过，而对于高频共模噪声则呈现很大的阻抗，所以它可以用来抑制共模电流骚扰。此外,用铁氧体磁环套在两根导线上也同样可以起到共模扼流圈的作用。3)光电耦合器图6 电流驱动产生共模辐射原理图(a) 原理图； (b) 等效天线在电路1与电路2之间插入光电耦合器，如图5所示。光电耦合器只能传输差模信号，不能传输共模信号，所以完全切断了两个电路之间的地环路.光电耦合器可以传输直流和低频信号,响应速度快，输入输出端的分布参数小,而且体积小,重量轻，便于安装，目前已广泛应用在数字电路中，频率高达10MHz.3共模电流的辐射在测量设备通过空间传播的辐射骚扰强度时常常遇到下述情况。如设备不接各种输入输出线或控制线时则辐射噪声较小,可能不超过标准规定的要求，但是接上这些线以后辐射噪声在某些频段会显著增加，有时可增1020dB。实验证明噪声强度的增加与外接线终端是否接负载，即是否有差模的负载电流关系不大，因此这是共模电流辐射问题。一对紧贴着的导线如果流过差模电流则导线各自在空间产生的电磁场可以相互抵消，因为两根导线中的电流大小相等方向相反.当导线对上流过共模电流时各自产生的电磁场可以相互叠加。3.1共模电流辐射的基本模式3.1.1电流驱动模式图7 分地引起的共模辐射图8 电流驱动方式实例图6是电流驱动模式的示意图。图中UCM是共模电压源,设备内部有很多这样的源,例如各种数字信号电路、高频振荡源等。ZL为回路负载，IDM为回路的差模电流，该电流流过AB两点间的回流地(例如PCB的地线），回到差模源.如AB间存在一定电感LP,则会产生压降UCM。这里，UCM就是产生共模辐射的驱动源。要产生辐射，除了源以外还必须有天线。这里的天线由两部分组成，一部分是由A点向左看的地线部分，另一部分是由B点向右看的地线部分和外接电缆。其组成的辐射系统的等效原理图如图6（b）所示，这实际上是一副不对称振子天线。由于共模电流ICM是由差模电流IDM产生的，所以称这种模式为电流驱动模式。以下举二例说明电流驱动产生的共模辐射，其基本解决办法将在2。3节进行叙述.1【例1】 在PCB上为了把数字部分和模拟部分隔离， 常把地分割成数字地和模拟地。如果这两部分之间有信号联系，如图7所示，并且数字地和模拟地的连接部分AB比较细长存在一定电感,则差模电流IDM将在AB连接线的电感上产生共模驱动电压源，从而引起共模辐射。天线一部分是数字地，另一部分是模拟地和外接地线。图9 电压驱动产生共模辐射原理图【例2】PCB的地通过AB线与机壳相连接，如图8所示.PCB上有扁平信号线与机壳贴近，于是差模源通过分布电容耦合到机壳上，引起差模电流IDM.IDM通过AB线回到PCB的差模源。如果AB线存在一定电感LP,则IDM在LP上产生电压降UCM，成为共模驱动电压，从而引起共模辐射。这时的天线一部分是外接地线,另一部分是机壳。这种辐射常发生在以下情况，例如设备内部的地址线、数据线等扁平电缆贴近机壳,分布电容较大，PCB和机壳之间的连接线细长或接触不良等等.3。1。2电压驱动模式电压驱动模式的原理如图9所示，图中差模电压源UDM直接驱动天线的两个部分，即上金属部分和下金属部分，从而产生共模辐射.共模辐射电流ICM为图10 电压驱动方式实例式中CA为上下两部分金属之间的分布电容。下述例子说明了电压驱动产生的共模辐射。【例3】图10示出的是开关电源的一部分。其中，Q是大功率的开关管，它可以看成是差模电压源UDM.共模电流ICM的途径是由Q通过开关管和散热片之间的分布电容Cd到达散热片，散热片是共模天线的一个极，然后以空间位移电流的形式即通过CA到达外部接线，外部接线是天线的另一个极，共模电流再由PCB地回到Q。3.2产生共模辐射的条件产生共模辐射的条件一是要有共模驱动源，二是要有共模天线。任何两个金属体之间只要存在RF电位差就构成一副不对称振子天线，两个金属体分别是它的两个极,RF电位差即为共模驱动源,它通过不对称振子天线间的空间辐射电磁能量。当频率达到MHz级时，nH的小电感和pF级的小电容都将产生重要的影响。两个导体连接处的小电感会产生RF电位差。如【例1】中数字地模拟地连接线的小电感，【例2】中PCB与机壳之间连接线的小电感等都是产生共模驱动源的的根源。没有物理连接点的金属体也可能通过小电容变成天线的一部分。如【例3】中散热片与开关管物理上是绝缘的,但可以通过它们之间的小电容在RF频率上连接起来，构成共模天线的一部分。共模天线的一个极必定是设备的外部接线，另一个极可以是设备内部PCB的地线、电源面、机壳、散热片、金属支撑架等等。当天线的两个极总长度大于/20时，天线的辐射才可能有效。当天线长度与驱动源谐波的波长符合下式时天线发生谐振，辐射能量最大l=n（/20) n=1,2,3,在天线总长度确定时，源在天线上的位置是天线辐射能量的决定因素。天线在源的同一侧时产生的共模辐射要比天线在两侧时小得多。13。3抑制共模辐射骚扰的对策通过分析共模辐射产生的条件,我们可以很容易想到抑制共模辐射骚扰也是从这两方面入手，一是对共模天线进行处理，二是减小共模驱动源对外的输出功率.下面就从这两方面出发，对一些具体的抑制措施分别进行叙述。3.3。1从共模天线入手 减小天线长度即设备外部电缆的长度可以减小辐射，但实际应用中电缆长度往往是确定的，无法缩短，因此可用以下方法。1)改变共模源在天线上的位置图11 开关管和散热片之间的静电屏蔽3。2节已经讲过,万一设备内部存在共模辐射源，则电缆是很好的共模辐射天线，而天线在源的同一侧时产生的共模辐射要比天线在两侧时小得多。所以，在PCB设计时，所有的连接器最好都放在PCB的一侧.所有的信号线、控制线、电源线也最好从机箱的一侧引出，尽量避免从两侧引出电缆。2）减小分布电容Cd对于电流驱动的共模辐射,如【例2】，减小信号线与机壳之间的分布电容Cd，就可以减小差模电流IDM,从而减小了IDM在AB线电感Lp上的电压,即共模驱动电压UCM,这样就减小了共模辐射.减小分布电容Cd的方法非常简单，只要将该设备内部的地址线、数据线等扁平电缆远离机壳就可以了。对于电压驱动的共模辐射,如【例3】，减小开关管和散热片之间的分布电容Cd，则可以减小共模电流ICM，从而减小共模辐射。要减小Cd，可以选用低介电常数的材料作绝缘垫，增加垫片的厚度。也可以用静电屏蔽的方法,如图11所示。一般，开关管的外壳是集电极，在集电极和散热片之间垫上一层夹心绝缘物，即绝缘物中间夹一层铜箔,作为静电屏蔽层,接在输入直流0V地上，散热片仍接机壳地,这层静电屏蔽层将大大减小集电极和散热片之间的电场耦合。图11（a）是静电屏蔽的示意图,图11（b）是实物图。图12 典型共模辐射简化图3)电缆屏蔽层与机箱良好搭接图13 屏蔽电缆接头处的“猪尾巴效应”图12是一种典型共模辐射的简化图。屏蔽机箱内存在一个共模驱动源（可能是高速数字器件、时钟发生器、开关电源等）。很显然，共模驱动源产生的共模电流会沿着屏蔽电缆向外辐射。如果将电缆的屏蔽层与金属机箱完整搭接，那么共模电流就会迅速通过金属机箱流入地中，不会在空间产生辐射,这就等于抑制了共模辐射。在这个方法中，需要注意两个问题。一是电缆屏蔽层应与金属机箱完整搭接，并保证良好的电连续性。如果连接时屏蔽层的编织网被集中在一侧,扭成“猪尾巴”状的辫子，芯线有很长一段露出屏蔽层(见图13），则会产生“猪尾巴效应”，很大程度上降低了屏蔽层的屏蔽效果，也不能很好地抑制共模辐射。二是屏蔽机箱应该具有良好的电连续性，接缝处要保证金属之间接触良好，这样才能达到较高的屏蔽效能，才能保证共模电流在金属机箱上的均匀流动.4）在PCB上或上方不允许有任何电气上没有连接并悬空的金属存在PCB上的集成电路芯片上有时有些闲置的门电路引脚，这些引脚相当于小天线，可以接收或发射干扰,所以应该把它们就近接回流地或电源线。悬空的金属，特别是大面积的金属分布电容大，容易产生电场耦合。任何金属构件如果存在电位差就可能产生共模辐射，所以必须把它们良好地就近接地。例如散热片、金属屏蔽罩、金属支架、PCB上没被利用的金属面都应该接地。3。3.2从共模驱动源入手1)改进印制板上的电路布置图14 EMC地和共模去耦电容印制板电路布线时应尽量减小供电环路和信号环路的面积，因为环路的面积越大，电感就越大，就越容易产生共模电流源。同时,还应尽量减小回流地线的阻抗.各种地线之间的连接不能用太细的轨线。例如，图7和图8中AB连接线应增加宽度,或者多加几根连接线。2）在PCB上分割出专用的“EMC地为了抑制共模干扰，建议在靠近连接器处把PCB的地层分割出一块，作为专用的“EMC地”，如图14所示。EMC地上必须不存在任何数字信号的回流，因此也称为“无噪声地”。EMC地应与机壳良好搭接，搭接阻抗（主要是电感）要尽可能地减小，可采取多点搭接方法,以保证EMC地和机壳具有相等的电位。EMC地和数字地之间仍保持电气连接.连接器处的每条I/O线包括信号线和回流线都应分别并联高频去耦电容至EMC地，去耦环路的电感越小越好，例如可用表面安装式电容.这样I/O线所携带的PCB的共模干扰电流在输出前通过去耦电容被旁路了。同时外部干扰例如静电、浪涌脉冲等如通过I/O线侵入，则还没有到达元器件区域时就被去耦电容旁路到设备的机壳上，从而保护了内部元器件的安全工作。图15 电源滤波器的典型结构3）在传输线输出端口插入滤波器在传输线的输出端口插入滤波器可以抑制高频共模骚扰沿着传输线向外传输。滤波器的种类有反射式的电容滤波器、电感滤波器、电源滤波器，以及吸收式的铁氧体滤波器等。下面分别进行阐述。把电容器并接在导线和地之间就构成了电容共模滤波器，它可以让高频共模噪声通过电容器流入地中，从而避免了影响后续电路的正常工作。穿芯电容也是一种共模电容滤波器,使用时穿芯电容用螺栓或焊接方法固定在金属板上，有用信号可以通过其芯线穿过金属板，而高频噪声则通过芯线与金属板之间的电容入地。图16 电源滤波器的正确安装用于抑制共模高频噪声的电感共模滤波器一般就是指共模扼流圈。将它插入传输导线对中，可以同时抑制每根导线对地的共模高频噪声，而对于传输线中的差模电流则没有影响,这在2。2。2节已经作过介绍.差模和共模滤波器级联在一起可以组成多级滤波器,它可以同时抑制两种模式的高频噪声。阻带范围不同的滤波器级联可以扩展阻带的频率范围。多级滤波器的另一个优点是其滤波器性能受两端负载阻抗的影响较小。电源滤波器是多级低通滤波器级联的一个实例.它的作用往往是双向的，它不仅可以阻止电网中的噪声进入设备，也可以抑制设备产生的噪声污染电网.图15是电源滤波器的典型结构。上图包括二级电感共模滤波器串联。下图是一级电感共模滤波器和一级电感差模滤波器串联。图16是其典型安装图。2在安装电源滤波器的时候应该注意以下几点：在交流电源线一进入机箱的地方就应该安装电源滤波器。不能让电源进线在机箱中走了相当长一段距离以后才进入滤波器。因为如果这样走线的话，那么电网中的各种噪声就会通过这段电源线在机箱内辐射,或者耦合到设备内部的敏感电路中去，构成干扰。同时设备内部一些高速数字器件或其信号线上的信号也会耦合到电源线上，沿着电源线向外发射，使该设备在电磁兼容达标测试中超过标准所规定的噪声辐射和传导限值.电源线和数字信号线应该分别从不同处进入机箱，并且要相隔一定距离。电源滤波器的金属外壳在电源进线处与机箱紧密联成一体。最好能如图16所示，安装一个金属屏蔽盒.金属盒要用螺钉固定在机箱上，与机箱紧密联成一体。进入电源滤波器的电源线和输出电源滤波器的电源线（金属屏蔽盒内）都要尽可能的短，并且滤波前和滤波后的电源线要尽量互相远离.图17 铁氧体滤波器及其等效电路铁氧体吸收型滤波器（见图17）是目前应用发展很快的一种低通滤波器，已广泛应用于各种电路中。当导线中的电流穿过铁氧体时低频电流几乎可以无衰减地通过，但高频电流却会受到很大的损耗，转变成热量散发，所以铁氧体和穿过其中的导线即成为吸收式低通滤波器。铁氧体滤波器与电感器的功能是相同的.只是前者是吸收型的，后者是反射型的。铁氧体的高频滤波性能比电感器好,并且使用起来更加方便灵活。根据不同的使用场合铁氧体滤波器可以做成多种形式,最常用的是磁环和磁珠。它们可以用在以下场合：磁环可套在交流电源线对、直流电源线对、信号线对上，也可套在电缆线把上用于抑制共模噪声；磁环可套在高频元件引脚上，防止电路产生高频振荡;磁珠可串接在电源的正负导线中，用于抑制差模噪声。使用铁氧体磁环时应注意以下问题:电缆或导线应与环内径密贴,不要留太大空隙；磁环越长阻抗越大，如果一个不起作用可以多穿几个磁环；有时为增加阻抗可以把导线在磁环上多绕几圈（如图17所示），增加匝数。但由于匝与匝之间存在分布电容,所以一般最多绕23匝;磁环内的导线如流过直流或低频交流电流的强度较大则会使其滤波作用失效;磁珠比较适用于低阻抗电路。但是，如果能在磁珠后面再并接一个电容组成类似L-C滤波器来降低负载阻抗，则磁珠的滤波效果会明显增加，也可用于负载阻抗稍高的电路了.4。 结束语侵入设备的共模骚扰主要由地环路引起,因此在设计上采用平衡电路或设法切断地环路可以提高设备的抗干扰性能。设备内的共模骚扰通过连接线向外辐射，相当于一副不对称振子天线，可以使用共模滤波、加铁氧体磁环或电缆屏蔽等方法在“天线上采取措施, 但最根本的还是应该在印刷电路板设计、元器件布置和连接线的安排上下功夫，以抑制共模骚扰源的产生。在设备设计阶段就考虑共模骚扰问题并提前采取措施，才能达到事半功倍的效果。案例二开关电源的骚扰抑制开关电源不需要沉重的电源变压器，具有体积小，重量轻,效率高的优点，加上已有市售的开关电源集成控制器模块，使电源设计，调试简单化，所以在计算机、电视机及各种控制系统中得到广泛运用.开关电源的基本原理框图如图1所示。图1 开关电源的基本原理框图交流电源经过一次整流滤波后变成直流电源UI，然后送到DC/DC变换器。变换器由逆变器和二次整流滤波器组成，逆变器把直流UI变成几千赫至几百赫的高频矩形波,然后再由二次整流滤波器变成所需的直流输出电压U0。由取样,误差放大,基准电压，脉冲控制电路构成的控制器与变换器构成电压负反馈系统，通过调节逆变器输出矩形波的占空比（即PWM方式）或重复频率来稳定U0。开关电源的种类很多，按变换器的电路结构可分为串并联式和直流变换式二种。按激励方式可分为自己和他激二种。按开关管的组合可分为桥式，半桥式,推挽式等.但无论何种类型的开关电源再工作时都会产生很强的噪声,他们通过电源线以共模或差模方式向外传导,同时还向周围空间辐射噪声.开关电源对由电网侵入的外部噪声也很敏感,并经由它传递到内部电子电路中产生干扰。所以对开关电源的噪声问题必须很好的解决.图2是一台直流变换式他激单边型开关电源，以此为例我们来分析开关电源的噪声来源及抑制方法。图2 交流变换式他激单边型开关电源原理图交流电源输入开关电源后由桥式整流器V1V4整流成直流电压UI，UI加在脉冲变压器的初级L1和开关管V5上。 开关管V5的基极输入一个几千赫至几百千赫的高频矩形波,其重复频率和占空比由输出直流电压U0的要求来确定.被开关管放大了的脉冲电流由脉冲变压器耦合到次级回路。脉冲变压器初次级匝数之比也是由输出直流电压U0的要求来确定的.高频脉冲电流经二级管V6整流并经C2滤波后变成直流输出电压U0.由于开关管一般功率都较大，所以在集电极上加散热片K,K是接机壳的，为了防止短路,在集电极和散热片中间填有绝缘薄片。开关电源可能产生的噪声如下：脉冲变压器初级L1，开关管V5和滤波电容C1构成的高频开关电流环路可能会产生较大的空间辐射。如果电容器C1滤波不足,则高频电流还会以差模方式传导到交流电源中去.脉冲变压器次级L2，整流二级管V6，滤波电容C2也构成高频开关电流环路，可能向空间辐射噪声.如果电容C2滤波不足，则高频电流将以差模形式混在输出直流电压U0上，影响后续电子电路的正常工作。散热片K与开关管集电极间虽然有绝缘垫片，但由于双方接触面积较大，绝缘垫片厚度较薄，两者之间的分布电容Ci在高频是不能忽略，因此高频开关电流会通过Ci流到散热片K上，再流到机壳地，最终流到与机壳地相连接的交流电源线的保护地线PE中，从而产生共模辐射.电源线L和N线对PE现存在一定阻抗，如阻抗不平衡则共模噪声还会转变成差模噪声。脉冲变压器的一次侧和二次侧间存在分布电容Cd，一次侧的高频电压通过这些分布电容，将直接耦合到二次侧上去,在二次侧的二条输出直流电源线上产生同相位的共模噪声。如二线对地阻抗不平衡，还会转变成差模噪声。脉冲变压器二次侧后面的整流二级管V6会产生反向浪涌电流。硅二极管在正向导通时PN节内的电荷被积累,二极管加反向电压时积累电荷将消失并产生反向电流。因为开关电流需经二极管整流，二极管由导通变为截止的时间很短，在短时间内要让存储电荷消失就产生了反向电流的浪涌。由于直流输出线路中的分布电感，分布电容,浪涌引起了高频衰减振荡，这是一种差模噪声。开关三极管的负载是脉冲变压器的一次线圈L1,是感性负载，所以开关通断时管子两端会出现较高的浪涌尖峰电压，这个噪声会传导到输入输出端去,也可能击穿开关管。由以上分析可知开关电源产生的噪声是多途径多方式的,因此应该在各方面都采取抑制措施,通常可从以下几方面着手：（1)减少开关管集电极和散热片之间的耦合电容Ci。可以选用低介电常数的材料作绝缘垫，加厚垫片的厚度，也可以用