中心議題：

• 穿心電容器應用環境說明
• 饋通濾波器的使用方法
• 濾波器對EMI的作用

解決方案：

• 鐵氧體材料的阻抗越大濾波效果越好
• 將電源線與電源回流線同時穿過鐵氧體
• 根據頻率選擇不同磁導率的鐵氧體材料

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伴(ban)隨(sui)電(dian)子(zi)技(ji)術(shu)的(de)高(gao)速(su)發(fa)展(zhan)，電(dian)磁(ci)環(huan)境(jing)日(ri)益(yi)惡(e)化(hua)，大(da)量(liang)的(de)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)在(zai)這(zhe)種(zhong)電(dian)磁(ci)環(huan)境(jing)中(zhong)很(hen)難(nan)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)。另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)，電(dian)子(zi)設(she)備(bei)的(de)迅(xun)速(su)增(zeng)加(jia)，又(you)進(jin)一(yi)步(bu)導(dao)致(zhi)電(dian)磁(ci)環(huan)境(jing)的(de)惡(e)化(hua)。因(yin)此(ci)，現(xian)代(dai)電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)設(she)計(ji)技(ji)術(shu)中(zhong)，如(ru)何(he)選(xuan)用(yong)幹(gan)擾(rao)抑(yi)製(zhi)濾(lv)波(bo)器(qi)件(jian)，是(shi)我(wo)們(men)每(mei)一(yi)位(wei)電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)必(bi)須(xu)麵(mian)對(dui)的(de)問(wen)題(ti)，本(ben)文(wen)對(dui)此(ci)進(jin)行(xing)了(le)詳(xiang)細(xi)的(de)闡(chan)述(shu)。

穿心電容器-饋通濾波器

饋通濾波器常用於移動通訊設備
、雷lei達da導dao航hang等deng一yi些xie高gao頻pin處chu理li模mo塊kuai中zhong，與yu屏ping蔽bi結jie構gou體ti配pei合he，處chu理li輸shu入ru或huo輸shu出chu的de低di頻pin信xin號hao，是shi其qi他ta形xing式shi的de電dian容rong器qi不bu能neng替ti代dai的de產chan品pin。現xian在zai電dian子zi線xian路lu的de工gong作zuo頻pin率lv和he周zhou圍wei環huan境jing中zhong的de電dian磁ci幹gan擾rao頻pin率lv越yue來lai越yue高gao，將jiang濾lv波bo器qi安an裝zhuang在zai線xian路lu板ban上shang所suo暴bao露lu出chu的de高gao頻pin濾lv波bo不bu足zu的de問wen題ti比bi較jiao突tu出chu。要yao想xiang在zaiUHF或更高的頻段獲得更好的濾波效果
，特別是保護屏蔽體不被穿透時，必須使用饋通型濾波器解決。

饋kui通tong型xing濾lv波bo器qi安an裝zhuang在zai金jin屬shu麵mian板ban上shang，具ju有you很hen低di的de接jie地di阻zu抗kang，並bing且qie利li用yong金jin屬shu麵mian板ban隔ge離li濾lv波bo器qi的de輸shu入ru和he輸shu出chu
，因yin此ci濾lv波bo器qi具ju有you非fei常chang好hao的de高gao頻pin濾lv波bo效xiao果guo。饋kui通tong濾lv波bo器qi的de電dian路lu結jie構gou分fen為weiC型（穿心電容）、L形（一個穿心電容加一個電感）、T形（兩個電感加一個穿心電容）、π形（兩個穿心電容加一個電感）等；濾波器的器件越多，則濾波器的過渡帶越短，阻帶的插入損耗越大。其中C型饋通濾波器一般成為穿心電容器。


圖1穿心電容

任何有引線的電容器的濾波效果都會受到接地電感的限製。如圖1所示，通過將電容器外表麵直接用螺紋或焊接的方式接到金屬屏蔽體或麵板上構成電容器的接地。由於地電流分散在中心導體周圍360°的範圍內，實際上不存在引線電感，電容可以在很高的頻率範圍內保持良好的性能。

饋通濾波器的使用方法有以下三種：

1）安裝在屏蔽體（屏蔽盒、屏蔽機箱等）的(de)麵(mian)板(ban)上(shang)。這(zhe)是(shi)最(zui)基(ji)本(ben)的(de)使(shi)用(yong)方(fang)法(fa)，當(dang)有(you)導(dao)線(xian)要(yao)穿(chuan)過(guo)屏(ping)蔽(bi)體(ti)時(shi)，就(jiu)需(xu)要(yao)在(zai)屏(ping)蔽(bi)體(ti)的(de)麵(mian)板(ban)上(shang)安(an)裝(zhuang)饋(kui)通(tong)濾(lv)波(bo)器(qi)，使(shi)導(dao)線(xian)通(tong)過(guo)饋(kui)通(tong)濾(lv)波(bo)器(qi)穿(chuan)過(guo)屏(ping)蔽(bi)體(ti)。
2）安裝在線路板的地線層上
，可以利用線路板的地線層做隔離層和接地層。
3）安裝在電路之間的隔離板上。

當條件不具備
，饋通濾波器不能安裝在屏蔽體麵板或地線麵上時，安裝在金屬隔板上也具有普通電容（包括三端電容）不可比擬的高頻濾波作用。

饋kui通tong濾lv波bo器qi有you焊han接jie式shi安an裝zhuang和he螺luo紋wen安an裝zhuang兩liang種zhong。焊han接jie式shi安an裝zhuang的de優you點dian是shi節jie省sheng空kong間jian
，濾lv波bo性xing能neng可ke靠kao。但dan在zai將jiang濾lv波bo器qi焊han接jie到dao麵mian板ban上shang時shi
，由you於yu麵mian板ban的de熱re容rong量liang遠yuan大da於yu濾lv波bo器qi的de熱re容rong量liang，因yin此ci焊han接jie的de局ju部bu溫wen度du有you可ke能neng達da到dao很hen高gao，容rong易yi造zao成cheng饋kui通tong濾lv波bo器qi損sun壞huai。焊han接jie時shi要yao注zhu意yi控kong製zhi焊han接jie的de時shi間jian和he溫wen度du。螺luo紋wen安an裝zhuang方fang式shi簡jian單dan易yi行xing
，可ke以yi在zai麵mian板ban上shang打da通tong孔kong，用yong螺luo母mu將jiang饋kui通tong濾lv波bo器qi擰ning緊jin
；也ye可ke以yi直zhi接jie在zai麵mian板ban上shang打da帶dai螺luo紋wen的de孔kong，將jiang饋kui通tong濾lv波bo器qi直zhi接jie擰ning在zai箱xiang體ti或huo麵mian板ban上shang。安an裝zhuang時shi要yao注zhu意yi兩liang點dian，一yi是shi扭niu矩ju不bu能neng太tai大da，饋kui通tong濾lv波bo器qi雖sui然ran從cong外wai表biao上shang看kan與yu螺luo釘ding一yi樣yang堅jian固gu，但dan是shi由you於yu內nei部bu時shi空kong心xin的de，扭niu矩ju過guo大da會hui造zao成cheng損sun壞huai。二er是shi在zai安an裝zhuang時shi要yao套tao上shang鋸ju齒chi墊dian片pian
，這zhe樣yang可ke以yi保bao持chi良liang好hao的de接jie觸chu。
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在選用饋通濾波器電路形式時，一般依據下列情況：

1)對幹擾的衰減量：濾波器的器件數量越多，一般對幹擾信號的衰減越大。
2)有用信號與幹擾信號在頻率上的差別：有用信號與幹擾信號的頻率相差越小，需要濾波器的器件數量越多。
3)使用濾波器的電路的阻抗：一個基本的原則是，濾波器中的電容對著高阻抗電路，電感對著低阻抗電路。這裏的所謂高低
，可以50Ω為參考。


圖2EMI抑製鐵氧體               圖3鐵氧體隨頻率變化的阻抗分量

EMI抑製

鐵氧體利用鐵氧體（圖2所示）在(zai)高(gao)頻(pin)電(dian)磁(ci)場(chang)中(zhong)的(de)損(sun)耗(hao)很(hen)大(da)，對(dui)幹(gan)擾(rao)能(neng)量(liang)有(you)較(jiao)強(qiang)吸(xi)收(shou)作(zuo)用(yong)的(de)特(te)點(dian)，這(zhe)種(zhong)材(cai)料(liao)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)於(yu)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)的(de)幹(gan)擾(rao)抑(yi)製(zhi)方(fang)麵(mian)。由(you)於(yu)鐵(tie)氧(yang)體(ti)對(dui)高(gao)頻(pin)波(bo)的(de)吸(xi)收(shou)作(zuo)用(yong)（不是反射），可以降低電路中電感抑製電路的Q值，減小信號諧振問題。EMI抑製鐵氧體與在低頻或電源中使用的損耗小的電感材料特性正好相反。圖3顯示了在高頻時電阻分量是如何對阻抗特性起決定作用的。


圖4鐵氧體的使用

將一個鐵氧體磁環套在導線或電纜上就構成了一介簡單、經濟、便於安裝的濾波器，如圖4suoshi。tieyangtidezuoyongshijiangdaoxianzhouweidecichangjizhongqilai，congershidaoxiandedianganzengjiashubaibei。tieyangtieliuquandezuidahaochushitajibuxuyaozhongxinshejidianlu，yebuxuyaozhongxinshejijiegou，yincizaishebeidegaijinzhongguangfanyingyong。shengchanchangjiatigongxuduozhongbutongneijingguigedefentishitieyangti
，yibanneijingcong5mm～13mm不等。當信號線和回流線同時穿過鐵氧體時，鐵氧體對信號（差
模）沒mei有you影ying響xiang，但dan會hui增zeng加jia共gong模mo電dian流liu的de阻zu抗kang。鐵tie氧yang體ti的de效xiao果guo可ke以yi通tong過guo將jiang電dian纜lan在zai鐵tie氧yang體ti上shang多duo繞rao幾ji圈quan或huo多duo用yong幾ji個ge鐵tie氧yang體ti來lai加jia強qiang。但dan增zeng加jia匝za數shu的de改gai進jin效xiao果guo受shou到dao寄ji生sheng電dian容rong的de限xian製zhi。

鐵氧體的效果隨著頻率的升高而增加。鐵氧體扼流圈的阻抗在10MHz處通常為幾十歐姆，當頻率超過100MHz時，阻抗升高到數百歐姆（具體值取決於形狀和尺寸，鐵氧體體積越大，阻抗越大）。不同廠家的產品或同一廠家的不同種類的鐵氧體，其阻抗隨頻率的變化都有所不同。圖5是尺寸相同（外徑為5mm
，長度為11mm）但材料不同的兩種鐵氧體的特性。

youyutieyangtieliuquanzhibuguoshiyigegaosunhaodediangan

，yincitazhizaidizukangdianluzhongcaiyouzuoyong。zaigaozukangdianluzhongshiyong

，qixiaoguohenchashenzhimeiyouxiaoguo。dabufendianlu，tebieshidianlan，qizukangsuipinlvdebianhuahenfuza，bingqietongchangzai10～1,000Ω範圍內。因此單個鐵氧體所提供的衰減很有限，一般在10dB左右，很少超過20dB。tieyangtieliuquanduiyujiangdijingdianfangdiandianliumaichongdekuaisushangshenglvbieyouxiao
，zhezhongjingdianfangdianganraokenenghuiganyingjinneibudianlan。shuntaicanlianghuibeitieyangtisuoxishou，erbushifenliuhuofanshedaoxitongdeqitabuwei。


圖5兩種不同材質的鐵氧體特性

要充分發揮鐵氧體的性能，下麵一些注意事項十分重要：

1)鐵氧體磁環（磁珠）的效果與電路阻抗有關：dianludezukangyuedi，zetieyangticihuanhuocizhudelvboxiaoguoyuehao。yinci
，zaiyibantieyangticailiaodechanpinshoucezhong，bingbugeichutieyangticailiaodecharusunhao
，ershigeichutieyangticailiaodezukang，tieyangticailiaodezukangyueda，lvboxiaoguoyeyuehao。

2)電流的影響：dangchuanguotieyangtidedaoxianzhongliuguojiaodadedianliushi
，lvboqidedipincharusunhaohuibianxiao，gaopincharusunhaobianhuabuda。yaobimianzhezhongqingkuangfasheng，zaidianyuanxianshangshiyongshi，keyijiangdianyuanxianyudianyuanhuiliuxiantongshichuanguotieyangti。

3)鐵氧體材料的選擇：根據要抑製幹擾的頻率不同
，選擇不同磁導率的鐵氧體材料。鐵氧體材料的磁導率越高
，低頻的阻抗越大，高頻的阻抗越小。

4)鐵氧體磁環的尺寸確定：磁(ci)環(huan)的(de)內(nei)外(wai)徑(jing)差(cha)越(yue)大(da)，軸(zhou)向(xiang)越(yue)長(chang)，阻(zu)抗(kang)越(yue)大(da)。但(dan)內(nei)徑(jing)一(yi)定(ding)要(yao)包(bao)緊(jin)導(dao)線(xian)。因(yin)此(ci)，要(yao)獲(huo)得(de)大(da)的(de)衰(shuai)減(jian)，在(zai)鐵(tie)氧(yang)體(ti)磁(ci)環(huan)內(nei)徑(jing)包(bao)緊(jin)導(dao)線(xian)的(de)前(qian)提(ti)下(xia)，盡(jin)量(liang)使(shi)用(yong)體(ti)積(ji)較(jiao)大(da)的(de)磁(ci)環(huan)。

5)共模扼流圈的匝數：zengjiachuanguocihuandezashukeyizengjiadipindezukang
，danshiyouyujishengdianrongzengjia，gaopindezukanghuijianxiao。mangmuzengjiazashulaizengjiashuaijianliangshiyigechangjiandecuowu。dangxuyaoyizhideganraopindaijiaokuanshi，kezailianggecihuanshangraobutongdezashu。

6)電纜上鐵氧體磁環的個數：增加電纜上的鐵氧體磁環的個數

，可以增加低頻的阻抗
，但高頻的阻抗會減小。這是因為寄生電容增加的緣故。

7)鐵氧體磁環的安裝位置：一般盡量靠近幹擾源。對於屏蔽機箱上的電纜
，磁環要盡量靠近機箱的電纜進出口。與電容式濾波連接器一起使用效果更好：由you於yu鐵tie氧yang體ti磁ci環huan的de效xiao果guo取qu決jue於yu電dian路lu的de阻zu抗kang
，電dian路lu的de阻zu抗kang越yue低di，則ze磁ci環huan的de效xiao果guo越yue明ming顯xian。因yin此ci當dang原yuan來lai的de電dian纜lan兩liang端duan安an裝zhuang了le電dian容rong式shi濾lv波bo連lian接jie器qi時shi
，其qi阻zu抗kang很hen低di，磁ci環huan的de效xiao果guo更geng明ming顯xian。