? EMI電源濾波器 插入損耗的測量方法-杭州遠方光電信息股份有限公司

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    EMI電源濾波器 插入損耗的測量方法

    2020-07-27476


    EMI濾波器尚沒有產品類國標,只是企業標準,EMI電源濾波器的主要性能指標一般包括插入損耗、頻率特性、阻抗匹配、額定的電流值、絕緣電阻值、漏電流、物理尺寸及重量、使用環境以及本身的可靠性。在使用時考慮最多的是額定的電壓及電流值、插入損耗、漏電流三項。本文主要介紹EMI濾波器插入損耗的測量方法。

    EMI濾波器插入損耗測量方法是根據CISPR17 (1981)出版物提出的濾波器標準測量方法包括共模、差模、常模和0.1Ω/100Ω阻抗測量方法。

      

    1. 共模插入損耗標準測量方法


    根據CISPR17 出版物提出的共模插入損耗標準測量方法(Asymmetrical Measurement),如圖1.1所示。根據插入損耗的定義,先要測量沒有濾波器時,負載50Ω上的電壓V1作為0dB的參考電壓。再測量有濾波器后,負載500上的電壓V2,通過頻譜分析儀將20log(V1/V2)隨頻率變化的結果顯示在屏幕上或通過接口打印出來。測量時注意,濾波器的輸入端和輸出端是并聯的,目的是取得共模插入損耗的平均值。因為濾波器的Cy電容量盡管標稱值和誤差等級一樣,其實際值也不完全一樣,電感盡管繞組匝數一樣,但磁芯的磁導率誤差和工藝上也很難實現在繞制和裝配時完全對稱,因此采用平均值才有意義。

     圖1.1 共模插入損耗的典型測量方法


    2.差模插入損耗標準測量方法


    根據CISPR17( 1981)出版物B5提出的差模插入損耗標準測量方法(Symmetrical Meausurement),如圖2.1 所示。

     圖2.1 差模插入損耗的典型測量方法


    由于頻譜分析儀(或標準信號發生器)輸出、輸入均采用對地非對稱結構的50Q同軸電纜,為了測量對地對稱的差模插入損耗,需對頻譜分析儀跟蹤發生器的輸出信號(濾波器的輸入信號)進行不對稱-對稱變換,對頻譜分析儀輸入信號(濾波器的輸出信號)進行對稱-不對稱的逆變換,其他步驟同上。


    3.常模插入損耗標準測量方法


    根據CISPR17 出版物提出的不對稱測量方法( Unsymmetrical Measurement)又稱常模(Normal Mode)測量,如圖3.1所示。


       圖3.1 常模插入損耗的測量方法


    與共模插入損耗測量電路相比,在N和地之間接入一個尚未被標準所批準的50Ω電阻。常模也是經常用來表示差模的一種方法,盡管理論分析常模除了有差模成分外,還含有共模成分。

    上述測量方法又稱為50Ω/50Ω,系統測量方法,即源和負載阻抗均在50Ω匹醌條件下測量。它也是目前許多濾波器制造商傳統沿用的測量方法。用以上共、差模插入損耗測量方法時需注意:

    (1)由于測量儀器輸出信號幅值在不同的頻率有波動,所以沒插入濾波器前的0dB校正,應該對所測頻域的各主要頻點逐點進行校對。具備條件的,可進行計算機編程進行自動校正。

    (2)被測濾波器外殼應該接地良好,否則MHz以上測得的插入損耗相差很大。

    (3)要確保濾波器輸入,輸出連接線之間有良好的隔離,以避免它們之間在高頻段產生射頻耦合,給高頻段測量帶來很大誤差。

    (4)沒有頻譜分析儀,也可以用標準信號發生器和示波器來代替,但后者動態范圍小,在高頻段的測量誤差較大。


    4.0.1Ω,/100Ω阻抗測量方法


    根據CISPR出版物4.2.2.2提出一種“近似”實際的測量方法。

    在實際情況中,由于源阻抗和負載阻抗不可能是恒定的50Ω,所以實際使用中的濾波器插入損耗特性,與用50Ω/50Ω系統測量獲得的電源濾波器插入損耗特性不盡相同,甚至差別很大。

    CISPR出版物4.2.2.2提出一種近似實際的測量方法,是0.1Ω,/100Ω及100Ω,/0.1Ω系統測量方法,如圖4.1所示。


    圖4.1 0.1Ω,/100Ω及100Ω,/0.1Ω系統測量方法


    這里,僅涉及l0kHz~lMHz范圍內的插入損耗。


    以上是目前插入損耗的主要測量方法,可根據條件選擇合適的測量方法。


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