濾波器的插入損耗中共模和差模設(shè)計(jì)

插入損耗是指信號(hào)通過(guò)濾波器后，輸出信號(hào)與輸入信號(hào)之間的功率差距。插入損耗包括共模插入損耗和差模插入損耗兩種。插入損耗越小，說(shuō)明濾波器對(duì)輸入信號(hào)的衰減程度就越低，濾波器的性能就越好。作為濾波器的重要指標(biāo)之一，插入損耗測(cè)試是必不可少的，是確保降低信號(hào)損耗的重要方式。

濾波器插入損耗測(cè)試方法

濾波器的插入損耗包括共模和差模：

共模干擾信號(hào)(CM)：是指相線(xiàn)(L)與地(E)和中線(xiàn)(N)與地間的信號(hào)。

差模干擾信號(hào)(DM)：是指相線(xiàn)與中線(xiàn)之間的信號(hào)。

常見(jiàn)的測(cè)試濾波器插入損耗的儀器有頻譜分析儀，在測(cè)試時(shí)，一般會(huì)將電源和阻性負(fù)載阻抗都設(shè)置為50Ω。首先需要在沒(méi)有濾波器時(shí)建立一個(gè)零dB參考點(diǎn)，然后接入濾波器進(jìn)行測(cè)量，讀取并記錄在所需頻率范圍內(nèi)提供的衰減。

在測(cè)試濾波器插入損耗時(shí)需要注意：

1. 測(cè)量濾波器共模插入損耗時(shí)，需要將濾波器電源端的相線(xiàn)和中線(xiàn)并在一起，信號(hào)源接在電源端和接地端之間。同時(shí)，濾波器負(fù)載端的相線(xiàn)和中線(xiàn)也要并在一起。

2. 測(cè)量濾波器差摸插入損耗時(shí)，接收機(jī)要接在電源端和接地端之間，并且要分別在信號(hào)源和接收機(jī)端連接不平衡-平衡變換器和平衡-不平衡變換器。

濾波器插入損耗標(biāo)準(zhǔn)

濾波器的插入損耗標(biāo)準(zhǔn)隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不同而有所不同，比如：

1. 電源系統(tǒng)：在電源系統(tǒng)中為抑制干擾和噪聲，一般對(duì)插入損耗要求較高，要大于10dB。

2. 通信系統(tǒng)：對(duì)插入損耗要求較低，一般要求小于1dB，避免信號(hào)衰減和失真。

3. 射頻系統(tǒng)：一般要求小于3dB，但也會(huì)根據(jù)頻率范圍和具體應(yīng)用而定。

4. 音頻系統(tǒng)：音頻系統(tǒng)對(duì)插入損耗要求也較低，一般要求小于0.5dB，保證信號(hào)清晰度和質(zhì)量。

綜上所述，濾波器插入損耗測(cè)試是檢測(cè)濾波器性能的重要方式之一，在測(cè)試過(guò)程中要注意共模和差模插入損耗測(cè)試的注意事項(xiàng)。用濾波器測(cè)試系統(tǒng)對(duì)插入損耗進(jìn)行檢測(cè)，可以提供一體化測(cè)試方案，從測(cè)試環(huán)境、測(cè)試方案搭建，到完成測(cè)試、分析整理測(cè)試數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)導(dǎo)出，可以快速完成測(cè)試，定位問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)高效能測(cè)試。

差模干擾和共模干擾是電磁干擾(EMI)的兩種基本形式。電磁干擾是指電磁能量在電子設(shè)備或系統(tǒng)中的不期望的傳輸，可能導(dǎo)致設(shè)備性能下降或故障。

一、差模干擾

差模干擾是指在信號(hào)線(xiàn)上傳輸?shù)母蓴_信號(hào)，其電壓相對(duì)于地線(xiàn)或參考點(diǎn)是變化的。差模干擾通常由外部電磁場(chǎng)或電源線(xiàn)等引起的，其特點(diǎn)是干擾信號(hào)在兩條信號(hào)線(xiàn)上具有相同的幅度和相反的極性。

差模干擾的產(chǎn)生原因主要有以下幾點(diǎn)：

(1)外部電磁場(chǎng)：當(dāng)電子設(shè)備處于強(qiáng)電磁場(chǎng)環(huán)境中時(shí)，外部電磁場(chǎng)會(huì)在信號(hào)線(xiàn)上感應(yīng)出電壓，從而產(chǎn)生差模干擾。

(2)電源線(xiàn)干擾：電源線(xiàn)中的噪聲信號(hào)會(huì)通過(guò)電源線(xiàn)與信號(hào)線(xiàn)的耦合，傳遞到信號(hào)線(xiàn)上，形成差模干擾。

(3)信號(hào)線(xiàn)之間的耦合：當(dāng)信號(hào)線(xiàn)之間的距離過(guò)近或平行布線(xiàn)時(shí)，信號(hào)線(xiàn)之間的電磁耦合會(huì)增強(qiáng)，導(dǎo)致差模干擾的產(chǎn)生。

(4)設(shè)備內(nèi)部噪聲：電子設(shè)備內(nèi)部的開(kāi)關(guān)電源、數(shù)字電路等產(chǎn)生的噪聲信號(hào)，也會(huì)通過(guò)信號(hào)線(xiàn)傳播，形成差模干擾。

差模干擾對(duì)電子設(shè)備的影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(1)信號(hào)質(zhì)量下降：差模干擾會(huì)導(dǎo)致信號(hào)線(xiàn)上的電壓波動(dòng)，從而影響信號(hào)的完整性和可靠性。

(2)設(shè)備性能下降：差模干擾可能導(dǎo)致設(shè)備誤動(dòng)作或性能不穩(wěn)定，影響設(shè)備的正常工作。

(3)數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤：在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，差模干擾可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤，影響通信質(zhì)量。

(4)電磁兼容性降低：差模干擾會(huì)增加設(shè)備的電磁輻射，降低設(shè)備的電磁兼容性。

抑制差模干擾的方法主要有以下幾種：

(1)屏蔽：在信號(hào)線(xiàn)上增加屏蔽層，可以有效地減少外部電磁場(chǎng)對(duì)信號(hào)線(xiàn)的干擾。

(2)濾波：在信號(hào)線(xiàn)上增加濾波器，可以濾除高頻噪聲，降低差模干擾的影響。

(3)隔離：使用隔離器件(如光耦、變壓器等)將信號(hào)線(xiàn)與干擾源隔離，可以有效地抑制差模干擾。

(4)平衡傳輸：采用平衡傳輸方式(如差分信號(hào))可以抵消差模干擾，提高信號(hào)的抗干擾能力。

(5)合理布線(xiàn)：合理布置信號(hào)線(xiàn)和電源線(xiàn)，避免信號(hào)線(xiàn)之間的耦合，可以降低差模干擾的產(chǎn)生。

二、共模干擾

共模干擾是指在信號(hào)線(xiàn)上傳輸?shù)母蓴_信號(hào)，其電壓相對(duì)于地線(xiàn)或參考點(diǎn)是相同的。共模干擾通常由地線(xiàn)或電源線(xiàn)等引起的，其特點(diǎn)是干擾信號(hào)在兩條信號(hào)線(xiàn)上具有相同的幅度和極性。

共模干擾的產(chǎn)生原因主要有以下幾點(diǎn)：

(1)地線(xiàn)干擾：當(dāng)?shù)鼐€(xiàn)存在不連續(xù)或阻抗不匹配時(shí)，地線(xiàn)上的噪聲信號(hào)會(huì)通過(guò)地線(xiàn)與信號(hào)線(xiàn)的耦合，傳遞到信號(hào)線(xiàn)上，形成共模干擾。

(2)電源線(xiàn)干擾：電源線(xiàn)中的噪聲信號(hào)會(huì)通過(guò)電源線(xiàn)與地線(xiàn)的耦合，傳遞到信號(hào)線(xiàn)上，形成共模干擾。

(3)設(shè)備內(nèi)部噪聲：電子設(shè)備內(nèi)部的開(kāi)關(guān)電源、數(shù)字電路等產(chǎn)生的噪聲信號(hào)，也會(huì)通過(guò)地線(xiàn)傳播，形成共模干擾。

(4)外部電磁場(chǎng)：當(dāng)電子設(shè)備處于強(qiáng)電磁場(chǎng)環(huán)境中時(shí)，外部電磁場(chǎng)會(huì)在地線(xiàn)上感應(yīng)出電壓，從而產(chǎn)生共模干擾。

共模干擾對(duì)電子設(shè)備的影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(1)信號(hào)質(zhì)量下降：共模干擾會(huì)導(dǎo)致信號(hào)線(xiàn)上的電壓波動(dòng)，從而影響信號(hào)的完整性和可靠性。

(2)設(shè)備性能下降：共模干擾可能導(dǎo)致設(shè)備誤動(dòng)作或性能不穩(wěn)定，影響設(shè)備的正常工作。

(3)數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤：在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，共模干擾可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤，影響通信質(zhì)量。

(4)電磁兼容性降低：共模干擾會(huì)增加設(shè)備的電磁輻射，降低設(shè)備的電磁兼容性。

抑制共模干擾的方法主要有以下幾種：

(1)共模扼流圈：在信號(hào)線(xiàn)上增加共模扼流圈，可以有效地抑制共模干擾。

(2)共模濾波器：在信號(hào)線(xiàn)上增加共模濾波器，可以濾除共模噪聲，降低共模干擾的影響。

(3)隔離：使用隔離器件(如光耦、變壓器等)將信號(hào)線(xiàn)與干擾源隔離，可以有效地抑制共模干擾。