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滤波器的主要参数(Definitions):
中心频率(Center Frequency):滤波器通带的频率f0,一般取f0=(f1+f2)/2,f1、f2为带通或带阻滤波器左、右相对下降1dB或3dB边频点。窄带滤波器常以插损小点为中心频率计算通带带宽。
截止频率(Cutoff Frequency):指低通滤波器的通带右边频点及高通滤波器的通带左边频点。通常以1dB或3dB相对损耗点来标准定义。相对损耗的参考基准为:低通以DC处插损为基准,高通则以未出现寄生阻带的足够高通带频率处插损为基准。
通带带宽(BWxdB):指需要通过的频谱宽度,BWxdB=(f2- f1)。f1、f2为以中心频率f0处插入损耗为基准,下降X(dB)处对应的左、右边频点。通常用X=3、1、0.5 即BW3dB、BW1dB、BW0.5dB 表征滤波器通带带宽参数。分数带宽(fractional bandwidth)=BW3dB/f0×100[%],也常用来表征滤波器通带带宽。
插入损耗(Insertion Loss):由于滤波器的引入对电路中原有信号带来的衰耗,以中心或截止频率处损耗表征,如要求全带内插损需强调。
纹波(Ripple):指1dB或3dB带宽(截止频率)范围内,插损随频率在损耗均值曲线基础上波动的峰-峰值。
带内波动(Passband Riplpe):通带内插入损耗随频率的变化量。1dB带宽内的带内波动是1dB。
带内驻波比(VSWR):衡量滤波器通带内信号是否良好匹配传输的一项重要指标。理想匹配VSWR=1:1,失配时VSWR>1。对于一个实际的滤波器而言,满足VSWR<1.5:1的带宽一般小于BW3dB,其占BW3dB的比例与滤波器阶数和插损相关。
回波损耗(Return Loss):端口信号输入功率与反射功率之比的分贝(dB)数,也等于|20Log10ρ|,ρ为电压反射系数。输入功率被端口全部吸收时回波损耗为无穷大。
阻带抑制度:衡量滤波器选择性能好坏的重要指标。该指标越高说明对带外干扰信号抑制的越好。通常有两种提法:一种为要求对某一给定带外频率fs抑制多少dB,计算方法为fs处衰减量As-IL;另一种为提出表征滤波器幅频响应与理想矩形接近程度的指标——矩形系数(KxdB>1),KxdB=BWxdB/BW3dB,(X可为40dB、30dB、20dB等)。滤波器阶数越多矩形度越高——即K越接近理想值1,制作难度当然也就越大。
延迟(Td):指信号通过滤波器所需要的时间,数值上为传输相位函数对角频率的导数,即Td=df/dv。
带内相位线性度:该指标表征滤波器对通带内传输信号引入的相位失真大小。按线性相位响应函数设计的滤波器具有良好的相位线性度。
EMC(electro magnetic compatibility 电磁兼容)的基本定义是:
设备或系统在其电磁环境中正常工作,并不对该环境中的任何东西产生不能承受的电磁骚扰的能力。而所谓电磁骚扰是指因电磁骚扰而引起的设备或系统的性能下降。
它包含了两种含义:
EMI(electro magnetic interference) 电磁骚扰。
指设备本身在工作中 对环境产生的电磁骚扰
EMS(electro magnetic susceptibility)电磁抗干扰。
指设备对在电磁环境中的电磁干扰有一定的抵抗能力。
EMC的测试项目:
EMI 电磁干扰:RE(辐射发射) CE(传导发射) Harmonics(谐波电流)Flicker(闪烁)
EMS 电磁抗干扰:ESD(静电抗扰度)RS(辐射抗扰度)EFT(电快速顺变脉冲群)Surge(浪涌抗扰度)CS(传导抗扰度)PMS(工频磁场抗扰度)Dips(电压跌落)
验证产品的电磁兼容性,即是EMC认证。
EMC辐射骚扰超标如何整改?
辐射骚扰是电脑、GPS导航等工作时向空间发射的一种电磁波干扰,这种干扰会影响其他电器特别是高灵敏度电器的正常工作,组成整机系统的主板、显示卡、开关电源、显示器、键盘、鼠标等都可能引起辐射骚扰超标。
对于辐射骚扰通常用电磁场的大小来度量,其单位是V/m。通常用的单位是dBuV/m。
产品测试超出限值时判断大辐射位置:
测试时,除了天线要测试水平与垂直两个极线方向外,待测物的桌子要旋转360度,记录大的dB值,因此当发现dB无法符合时,除了判断水平垂直的差异外,就是要把待测物旋转到大的dB位置。由于电子产品其dB的辐射往往会在某一个位置大,而面向天线的位置通常是造成辐射超标的来源,要分析这位置附件的组件、导线及屏蔽效果,如此则较容易锁定范围再仔细分析问题。
常用的整改方法三个:屏蔽,滤波,接地。
减少辐射干扰的措施:
1>辐射屏蔽:屏蔽有两个目的,一是限制内部辐射的电磁能量泄漏出该内部区域,二是防止外来的辐射干扰进入某一区域。在干扰源和干扰对象插入一金属屏蔽物,以阻挡电磁干扰的传播。电磁场通过金属材料隔离时,电磁场的强度将明显降低,这种现象就是金属材料的屏蔽作用。这是一种有效个方法,但要注意的是屏蔽体上面不可避免地存在缝隙、开孔等方面的处理,若处理不当容易造成屏蔽效能的降低。还有一些产品内部发射信号的线缆,也可用屏蔽电缆以减少辐射干扰。
2>滤波:滤波电路是由电感、电容、电阻、铁氧体磁珠和共模线圈构成的频率选择性网络,低通滤波器是电磁兼容抑制技术中普遍应用的滤波器。为了减小电源和信号线缆的对外辐射,接口电路和电源电路进行滤波设计。
3>极化隔离:干扰源与干扰对象在布局上要采取极化隔离措施,即一个为垂直极化,另一个为水平极化,减少其间的耦合。
4>距离隔离:拉开干扰源与被干扰对象之间的距离,这是由于在近场区场量强度与距离平方或立方成比例,所以当距离增大时,场衰减速很快。
5>吸收涂层法:被干扰对象有时可涂覆一层吸收电磁的材料,以减少干扰。
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