滤波技术及其应用;滤波技术(FilteringTechnique)是抑制电气、电子设备传导电磁干扰，提高电气、电子设备传导抗扰度水平的主要手段，也是保证设备整体或局部屏蔽效能的重要辅助措施。滤波的实质是将信号频谱划分成有用频率分量和干扰频率分量两个频段，剔除干扰频率分量部分。滤波技术的基本用途是选择信号和抑制干扰。为实现这两大功能而设计的网络称为滤波器。本章从滤波器件的应用角度出发，着重介绍滤波器件的特性、类型、应用场合、选用、安装等内容。;8.1.1滤波器的工作原理
在一定的通频带内，滤波器的衰减很小，能量可以很容易地通过，在此通频带之外则衰减很大，抑制了能量的传输。因此，凡与需要传输的信号频率不同的骚扰，都可以采用滤波器加以抑制。滤波器将有用信号的频谱和骚扰的频谱隔离得越完善，抑制电磁骚扰的效果越好。;;8.1.2滤波器的类型
滤波器的种类很多。根据滤波原理可分为反射式滤波器(ReflectiveFilter)和吸收式滤波器(DissipativeFilter)。根据结构形式可分为Butterworth、Tchebycheff、Butterworth-Thompson、Elliptic等类型。根据工作条件可分为有源滤波器(ActiveFilter)和无源滤波器(PassiveFilter)。根据频率特性可分为低通、高通、带通、带阻滤波器(Low-passFilter、High-passFilter、Band-passfilter、Band-rejectFilter)。根据使用场合可分为电源滤波器、信号滤波器、控制线滤波器、防电磁脉冲滤波器、防电磁信息泄露专用滤波器、印刷电路板专用微型滤波器等。;根据用途可分为信号选择滤波器和电磁干扰滤波器两大类，如图8-1所示。信号选择滤波器是指能有效去除不需要的信号分量，同时对被选择信号的幅度、相位影响最小的滤波器；电磁干扰滤波器(EMIFilter)是以能够有效抑制电磁干扰为目标的滤波器。;8.1.3EMI滤波器的特点
电磁干扰滤波器与常规滤波器相比，具有以下特点：
①电磁干扰滤波器往往在阻抗失配的条件下工作。电磁骚扰源的频率阻抗特性变化范围很宽，其阻抗通常是整个频段的函数。由于经济和技术上的原因，不可能设计出全频段阻抗匹配的电磁干扰滤波器。
②骚扰源的电平变化幅度大，有可能使电磁干扰滤波器出现饱和效应。
③电磁骚扰源的频带范围很宽，其高频特性非常复杂，难以用集总参数电路来模拟滤波电路的高频特性。;④工作频带内必须具有较高的可靠性。由于电磁骚扰源工作频率范围宽，具有大电流脉冲，所以必须选择具有良好性能的滤波元件。滤波器的布局、滤波器与设备的连接不能引入附加的电磁干扰。;
描述滤波器特性的技术指标包括插入损耗、频率特性、阻抗特性、额定电压、额定电流、外型尺寸、工作环境、可靠性、体积和重量等。下面介绍其中几个主要特性。;1.插入损耗(InsertionLoss)
插入损耗是衡量滤波器的主要性能指标，滤波器滤波性能的好坏主要是由插入损耗决定的。因此，在选购滤波器时，应根据干扰信号的频率特性和幅度特性进行选择。
滤波器的插入损耗由下式表示：
;式中：IL表示插入损耗；U1表示信号源(或者干扰源)与负载阻抗(或者干扰对象)之间没有接入滤波器时，信号源在负载阻抗上产生的电压；U2表示信号源与负载阻抗间接入滤波器时，信号源通过滤波器在同一负载阻抗上产生的电压。
滤波器的插入损耗值与信号源频率、源阻抗、负载阻抗、工作电流、工作环境温度、自身的体积和重量等因素有关。;2.频率特性
滤波器的插入损耗随频率的变化即频率特性。信号无衰减地通过滤波器的频率范围称为通带，而受到很大衰减的频率范围称为阻带。根据频率特性，可把滤波器大体上分为四种：低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。表8-1给出了这四种滤波器的频率特性曲线。滤波器的频率特性又可用中心频率、截止频率、最低使用频率和最高使用频率等参数反映。;;必须注意，滤波器产品说明书给出的插入损耗曲线，都是按照有关标准的规定，在源阻抗等于负载阻抗且都等于50Ω时测得的。实际应用中，EMI滤波器输入端和输出端的阻抗不一定等于50Ω，所以，这时EMI滤波器对骚扰信号的实际衰减与产品说明书给出的插入损耗衰减不一定相同，有可能相差甚远。;3.阻抗特性
滤波器的输入阻抗、输出阻抗直接影响滤波器的插入损耗特性。在许多使用场合，出现滤波器的实际滤波特性与生产厂家给出的技术指标不符，这主要是由滤波器的阻抗特性决定的。因此，在设计、选用、测试滤波器时，阻抗特性是一个重要技术指标。使用EM