EMI电源滤波器 插入损耗的测量方法-杭州远方光电信息股份有限公司

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EMI电源滤波器 插入损耗的测量方法

2020-07-27428


EMI滤波器尚没有产品类国标,只是企业标准,EMI电源滤波器的主要性能指标一般包括插入损耗、频率特性、阻抗匹配、额定的电流值、绝缘电阻值、漏电流、物理尺寸及重量、使用环境以及本身的可靠性。在使用时考虑最多的是额定的电压及电流值、插入损耗、漏电流三项。本文主要介绍EMI滤波器插入损耗的测量方法

EMI滤波器插入损耗测量方法是根据CISPR17 (1981)出版物提出的滤波器标准测量方法包括共模、差模、常模和0.1Ω/100Ω阻抗测量方法。

  

1. 共模插入损耗标准测量方法


根据CISPR17 出版物提出的共模插入损耗标准测量方法(Asymmetrical Measurement),如图1.1所示。根据插入损耗的定义,先要测量没有滤波器时,负载50Ω上的电压V1作为0dB的参考电压。再测量有滤波器后,负载500上的电压V2,通过频谱分析仪将20log(V1/V2)随频率变化的结果显示在屏幕上或通过接口打印出来。测量时注意,滤波器的输入端和输出端是并联的,目的是取得共模插入损耗的平均值。因为滤波器的Cy电容量尽管标称值和误差等级一样,其实际值也不完全一样,电感尽管绕组匝数一样,但磁芯的磁导率误差和工艺上也很难实现在绕制和装配时完全对称,因此采用平均值才有意义。

 图1.1 共模插入损耗的典型测量方法


2.差模插入损耗标准测量方法


根据CISPR17( 1981)出版物B5提出的差模插入损耗标准测量方法(Symmetrical Meausurement),如图2.1 所示。

 图2.1 差模插入损耗的典型测量方法


由于频谱分析仪(或标准信号发生器)输出、输入均采用对地非对称结构的50Q同轴电缆,为了测量对地对称的差模插入损耗,需对频谱分析仪跟踪发生器的输出信号(滤波器的输入信号)进行不对称-对称变换,对频谱分析仪输入信号(滤波器的输出信号)进行对称-不对称的逆变换,其他步骤同上。


3.常模插入损耗标准测量方法


根据CISPR17 出版物提出的不对称测量方法( Unsymmetrical Measurement)又称常模(Normal Mode)测量,如图3.1所示。


   图3.1 常模插入损耗的测量方法


与共模插入损耗测量电路相比,在N和地之间接入一个尚未被标准所批准的50Ω电阻。常模也是经常用来表示差模的一种方法,尽管理论分析常模除了有差模成分外,还含有共模成分。

上述测量方法又称为50Ω/50Ω,系统测量方法,即源和负载阻抗均在50Ω匹醌条件下测量。它也是目前许多滤波器制造商传统沿用的测量方法。用以上共、差模插入损耗测量方法时需注意:

(1)由于测量仪器输出信号幅值在不同的频率有波动,所以没插入滤波器前的0dB校正,应该对所测频域的各主要频点逐点进行校对。具备条件的,可进行计算机编程进行自动校正。

(2)被测滤波器外壳应该接地良好,否则MHz以上测得的插入损耗相差很大。

(3)要确保滤波器输入,输出连接线之间有良好的隔离,以避免它们之间在高频段产生射频耦合,给高频段测量带来很大误差。

(4)没有频谱分析仪,也可以用标准信号发生器和示波器来代替,但后者动态范围小,在高频段的测量误差较大。


4.0.1Ω,/100Ω阻抗测量方法


根据CISPR出版物4.2.2.2提出一种“近似”实际的测量方法。

在实际情况中,由于源阻抗和负载阻抗不可能是恒定的50Ω,所以实际使用中的滤波器插入损耗特性,与用50Ω/50Ω系统测量获得的电源滤波器插入损耗特性不尽相同,甚至差别很大。

CISPR出版物4.2.2.2提出一种近似实际的测量方法,是0.1Ω,/100Ω及100Ω,/0.1Ω系统测量方法,如图4.1所示。


图4.1 0.1Ω,/100Ω及100Ω,/0.1Ω系统测量方法


这里,仅涉及l0kHz~lMHz范围内的插入损耗。


以上是目前插入损耗的主要测量方法,可根据条件选择合适的测量方法。