EMl 滤波器的设计原理

技术公报 EMl/RFl 滤波器滤波器 ● 共模滤波器 EMI 滤波器开关电源通常会产生过多的高频噪声。

这些有害的电信号从电源出发，经过输入功率线路进入电源线。

连接到这些电源线的其他电子设备如电脑、仪表和电机控制设备可能会受此噪声干扰，导致程序错误，甚至使所连接的设备整体停机。

如图1 所示插入电源线和开关电源之间的EMI 噪声滤波器可以消除这种干扰。

该图显示了串联的差模噪声滤波器和共模噪声滤波器。

在许多情况下，共模滤波器通常能消除多达 90% 的有害噪声，因此可单独使用。

共模滤波共模滤波器器在共模滤波器中，电感器的每个绕组与输入电源线之一串联。

电感器绕组的连接线路和相位使得由每个绕组产生的磁通看来似乎能够抵消其他绕组的磁通。

这样，电感器额外增加的输入电源线的阻抗为零，但是绕组的漏电抗和直流电阻还是会有微小的损耗。

在图形 2a 中，所显示的瞬时电流在一根输入线内的一个方向上前进并通过剩下的输入线返回。

在上面的绕组中，进入电源的电流趋向于产生如说明所示的电压。

在下面的绕组中，离开电源的电流趋向于产生反向电压。

图 1：EMI 滤波器示意图滤波器示意图 图2：共模噪声共模噪声（（CMN ）滤波器 2a ：对瞬时输入电流的反应2b ：对 CMN 电流的反应在图 3 中，频率在1MHz 和20MHz 之间时，总阻抗达到最高值，因此这是最有效的滤波器材料。

这是由材料损耗所导致的，而材料磁导率的作用甚微。

显然，用于共模滤波器的铁氧体材料的有用频率范围不能根据低频下的磁导率和损耗因数确定。

确定最佳材料的最好方法是使用如图 5 所示的阻抗–频率曲线图。

三种不同的铁氧体材料的总阻抗–频率如图5 所示。

J 材料在1MHz 到20MHz 的频率范围内具有比较高的总阻抗。

它是最广泛使用的用于绕制共模滤波器扼流圈的铁氧体材料。

W 材料的阻抗在频率低于1MHz 时比J 材料高出20% 到50%。

当低频噪声为最主要的噪声问题时，通常使用W 材料替代J 材料。

滤波器的原理和应用滤波器是电子领域中常见的一种电路元件，主要用于滤除信号中的不需要的频率成分，从而得到期望的频率信号。

本文将介绍滤波器的原理、分类和应用。

一、滤波器的原理滤波器的原理是基于信号的频域特性。

信号可以表示为一系列频率不同的正弦波的叠加，而滤波器的任务就是通过选择性地传递或阻断不同频率的成分来实现信号的处理。

滤波器原理的核心是滤波器的频率响应。

滤波器的频率响应描述了在不同频率下信号通过滤波器时的增益或衰减情况。

一般来说，我们将频率响应分为低频通过增益、高频通过衰减或者其他形式。

二、滤波器的分类根据滤波器的特性，我们可以将其分为以下几种主要类型：1. 低通滤波器（Low-pass Filter）：该类型滤波器能够通过低于某一截止频率的信号成分，而阻断高于该频率的信号成分。

2. 高通滤波器（High-pass Filter）：与低通滤波器相反，高通滤波器会通过高于某一截止频率的信号成分，而阻断低于该频率的信号成分。

3. 带通滤波器（Band-pass Filter）：带通滤波器可以通过中心频率区间内的信号成分，而阻断低于和高于该频率区间的信号成分。

4. 带阻滤波器（Band-stop Filter）：带阻滤波器能够阻止中心频率区间内的信号成分通过，而通过低于和高于该频率区间的信号成分。

此外，还有一些特殊类型的滤波器，如全通滤波器、陷波滤波器等，根据具体应用需求选择适合的滤波器类型。

三、滤波器的应用滤波器在电子工程中应用广泛，下面将介绍几个常见的应用领域。

1. 语音与音频处理：在语音和音频处理中，滤波器用于去除背景噪声、增加音频的清晰度和质量。

根据所需音频频率的不同成分，可以选择不同类型的滤波器。

2. 无线通信系统：滤波器在无线通信系统中用于信号的调制和解调，以及抑制乱频和干扰信号。

例如，调制解调器中的滤波器可以选择特定频率范围内的信号。

3. 音频设备和音响系统：滤波器在音频设备和音响系统中常用于音频效果处理，如均衡器（Equalizer）和声音效果器（Sound Effects Processor）。

emi滤波器电路设计-回复EMI滤波器电路设计是电子工程中非常重要的一项工作，它的作用是降低或消除电磁干扰（Electromagnetic Interference，简称EMI），使电路正常运行。

本文将以EMI滤波器电路设计为主题，一步一步回答相关问题。

第一步：了解EMI滤波器的原理和分类EMI滤波器的基本原理是利用滤波器电路对电路信号进行处理，降低或消除电磁辐射、传导噪声对其他设备的影响。

根据滤波器的工作原理和频率响应，EMI滤波器可以分为三类：无源LC滤波器、有源滤波器和混合滤波器。

其中无源LC滤波器是应用最广泛的一种。

第二步：确定EMI滤波器的设计要求在设计EMI滤波器电路之前，需要根据具体应用场景和系统要求，确定一些设计参数和要求，例如带宽范围、最大允许的衰减等级、最大允许的漏电流等。

这些参数和要求将直接影响到滤波器电路的设计和性能。

第三步：选择合适的滤波器拓扑结构在选择滤波器的拓扑结构时，需要考虑滤波器的频率响应、带宽需求以及设计要求等多个因素。

常见的LC滤波器拓扑结构包括L型滤波器、π型滤波器和T型滤波器等。

此外，还可以根据实际需要选择有源滤波器或混合滤波器等。

第四步：计算滤波器的元件数值和参数在确定滤波器的拓扑结构后，需要根据具体的设计要求和滤波器电路的特性，计算滤波器的元件数值和参数。

这包括滤波器电感、电容和电阻等的数值选择和设计。

第五步：绘制EMI滤波器的电路图根据前面的设计计算结果，可以使用相应的电路设计软件或者手绘工具绘制EMI滤波器的电路图。

电路图应该清晰明了，标明每个元件的数值和型号，接线端口应该有合适的标记。

第六步：仿真和优化滤波器电路在绘制完电路图之后，可以使用电路仿真软件对滤波器电路进行仿真和优化。

通过仿真可以验证滤波器电路的设计是否符合要求，并进行必要的调整和优化。

第七步：制作滤波器电路原型并进行测试根据仿真结果，可以制作EMI滤波器电路的原型，并进行实际测试。

emi 有源滤波原理
有源滤波器（Active Filters）是一种利用主动元件（例如运算放大器）来完善滤波器功能的电子设备。

它可以根据特定的输入信号要求来选择和改变频率响应，以便获得我们需要的输出信号。

有源滤波器的原理基于放大器的运算和反馈原理。

一般来说，有源滤波器由放大器、电容和电阻组成。

输入信号经过电容和电阻的串联，然后连接到放大器的非反相输入端。

反馈回路使用电容和电阻来调整放大器的增益和频率响应。

通过控制电容和电阻的值，我们可以调整滤波器的截止频率和滚降特性。

截止频率是滤波器响应从高频衰减到低频的频率点，滚降特性则是指截止频率附近信号的衰减程度。

有源滤波器能够提供更加陡峭的滚降特性和更高的增益，从而在特定频率范围内提供更好的滤波效果。

有源滤波器具有很多优点。

首先，它具有较低的输入和输出阻抗，可以适应各种不同的负载条件。

其次，它很灵活，可以根据需要调整频率响应。

此外，有源滤波器还具有稳定性和可靠性好的特点。

总之，有源滤波器利用主动元件（例如运放）来改善滤波器的功能，通过调整电容和电阻的值，我们可以实现不同的滤波效果。

有源滤波器在电子电路设计和信号处理中有着广泛的应用。

EMI 滤波器原理与设计方法详解输入端差模电感的选择：1. 差模choke置于L线或N线上，同时与XCAP共同作用F=1 / (2*π* L*C)2.波器振荡频率要低于电源供给器的工作频率，一般要低于10kHz。

3. L = N2AL（nH/N2）nH4. N = [L（nH）/AL(nH/N2)]1/2匝5. AL = L（nH）/ N2nH/N26. W =（NI）2AL / 2000μJ输入端共模电感的选择：共模电感为EMI防制零件，主要影响Conduction 的中、低频段，设计时必须同时考虑EMI特性及温升，以同样尺寸的Common Choke而言，线圈数愈多(相对的线径愈细)，EMI防制效果愈好，但温升可能较高。

传导干扰频率范围为0.15～30MHz，电场辐射干扰频率范围为30～100MHz。

开关电源所产生的干扰以共模干扰为主。

产生辐射干扰的主要元器件除了开关管和高频整流二极管还有脉冲变压器及滤波电感等。

注意：1. 避免电流过大而造成饱和。

2．Choke温度系数要小，对高频阻抗要大。

3．感应电感要大，分布电容要小。

4．直流电阻要小。

B = L * I / (N * A) (B shall be less than 0.3)L = Choke inductance. I = Maximum current through choke. N = Number of turns on choke.A = Effective area of choke. (for drum core, can approximate with cross section area of center pole.)假设在50KHZ有24DB的衰减则，共模截止频率Fc = Fs*10Att/4 0 = 50*10-24/40=12.6KHZ电感值L= (RL*0.707)/(∏*Fc) = (500.707)/(3.14*12.6) = 893uH使用磁芯和磁棒作滤波电感时应注意自身的阻抗，对于共模电感不能使用低阻抗的磁芯和磁棒，否则会造成炸机现象。

一：滤波器的分类滤波器是由集中参数的电阻、电感、和电容，或分布参数的电阻、电感和电容构成的一种网络。

这中网络允许一些频率通过，而对其他频率成分加以抑制。

低通（LPF）低频滤波器从截至频率分高通（HPF）从工作频率分中频滤波器带通(BHF) 高频滤波器从使用器件上分有源滤波器和无源滤波器无源又分：RC滤波器和LC滤波器。

RC滤波器又分为低通RC，高通RC和带通RC和带阻RC。

LC同理有源又分为：有源高通、低通、带通、带阻滤波器。

二：滤波器的参数1、插入损耗。

用dB来表示，分贝值越大，说明抑制噪干扰的能力就越强。

插入损耗和频率有直接的关系。

I L=20lg（U1/U2）U1为信号源输出电压，U2为接入滤波器后，在其输出端测得的信号源电压2、截至频率。

滤波器的插入损耗大于3dB的频率点称为滤波器的截至频率，当频率超过截止频率时，滤波器就进入了阻带，在阻带内干扰信号会受到较大的衰减。

3、额定电压。

滤波器正常工作时能长时间承受的电压。

绝对要区分交流和直流。

4、额定电流。

滤波器在正常工作时能够长时间承受的电流。

5、工作温度范围。

-55---125℃X电容6、漏电流。

安规电容Y电容选择容值和耐压值要非常慎重，漏电流不能超过0.35mA或0.7mA，总容值不能超过4700pF7、承受电压。

能承受的瞬间最高电压。

三：滤波器的结构π型，L型，T型电源滤波器在实际应用中，为使它有效的抑制噪声应合理配接。

组合滤波器的网络结构和参数，才成得到较好的EMI抑制效果。

当滤波器的输出阻抗与负载阻抗不相等式，EMI信号将其输入端和输出端都产生反射。

这时电源滤波器对EMI噪声的衰减，就与滤波器固有的插入损耗和反射损耗有关，可以用这点更有效抑制EMI噪声。

在实际设计和选择使用EMI滤波器是，要注意滤波器的正确连接，以造成尽可能大的反射，是滤波器在很宽的频率范围内造成较大的阻抗失配，从而得到更好的EMI抑制性能。

当然滤波器对噪声的抑制和取决于扼流圈的阻抗Z F的大小。

滤波器的设计原理
滤波器是一种用于处理信号的电路或系统，其设计原理是基于信号处理的需求和特定滤波器类型的特性。

滤波器的设计可以根据以下原理进行：
1. 滤波器类型的选择：根据信号处理的需求，选择合适的滤波器类型，如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器或带阻滤波器等。

2. 频率响应的设定：根据信号处理要求，在滤波器的频率响应中设定所需的增益和衰减。

3. 滤波器的阶数选择：滤波器的阶数决定了其滤波效果的陡峭程度和相位延迟的程度。

选择适当的阶数可以平衡滤波效果和系统的复杂度。

4. 滤波器的传输函数设计：根据滤波器类型和频率响应的设定，通过设计传输函数来实现所需的滤波效果。

5. 滤波器电路的搭建：将设计好的传输函数转化为实际的电路结构，包括使用各种电子元器件（如电容器、电阻器、电感器等）搭建滤波器电路。

6. 参数调整和优化：根据实际应用的需求和系统性能的要求，对滤波器进行参数调整和优化，例如调整滤波器的截止频率、增益等，以获得最佳的滤波效果。

通过以上原理和步骤，可以设计出满足特定信号处理需求的滤波器，实现对信号的滤波和去除不需要的成分。

滤波器的设计需要考虑信号的频率特性、滤波效果、系统复杂度以及实际应用的要求等因素。

EMI滤波器电路原理及设计EMI滤波器（Electromagnetic Interference Filter）是一种用于抑制电磁干扰的电路。

电磁干扰是指电子设备之间相互干扰产生的电磁辐射或者干扰信号，会对设备的正常操作和性能产生负面影响。

EMI滤波器通过选择性地传递或者屏蔽指定频率范围内的信号，从而实现对电磁干扰的抑制。

一般来说，低通滤波器是指可以通过低于其中一特定频率的信号，而对高于该特定频率的信号进行滤波的电路。

低通滤波器常用于消除高频电磁干扰。

一个常见的低通滤波器电路是RC滤波器，由电容器和电阻器组成。

电容器对于高频信号具有很大的阻抗，从而将高频信号绕过电路，实现滤波作用。

选择合适的电容和电阻大小可以实现对于特定频率的信号滤波。

相比之下，高通滤波器是指可以通过高于其中一特定频率的信号，而对低于该特定频率的信号进行滤波的电路。

高通滤波器常用于消除低频电磁干扰。

一个常见的高通滤波器电路是RL滤波器，由电感器和电阻器组成。

电感器对于低频信号具有很大的阻抗，从而将低频信号绕过电路，实现滤波作用。

选择合适的电感和电阻大小可以实现对于特定频率的信号滤波。

除了RC和RL滤波器，还有其他各种类型的EMI滤波器电路，比如LC滤波器、二阶滤波器、传输线滤波器等，可以根据具体应用的需求进行选择和设计。

在EMI滤波器电路的设计中，首先需要确定需要滤波的频率范围，然后根据频率范围选择合适的滤波器类型。

其次，需要根据滤波器的阻抗特性和传输线的特性来选择适当的元件值。

还需要注意电路的功率和电流容量，以确保电路能够在正常工作范围内工作。

在实际应用中，EMI滤波器电路通常需要与其他电路结合使用，比如与电源、传输线路、信号线路等进行连接。

因此，需要特别注意电路的布局和接线，以减少电磁干扰的传播路径。

总之，EMI滤波器电路是一种用于抑制电磁干扰的重要电路，通过选择性地传递或者屏蔽指定频率范围内的信号，实现对电磁干扰的抑制。

在设计EMI滤波器电路时，需要根据具体应用需求选择合适的滤波器类型，并根据电路的阻抗特性和传输线的特性选择适当的元件值。

l型滤波器原理L型滤波器原理L型滤波器是一种常见的电子滤波器，它基于电感和电容的特性，可以对信号进行滤波和去除噪声。

本文将介绍L型滤波器的原理和工作方式，并探讨其在电子领域中的应用。

L型滤波器由一个电感和两个电容组成，其结构形如字母L。

电感是由线圈组成的元件，通过电磁感应的原理来存储和释放能量。

电容则是由两个导体之间的电介质隔开而形成的，它能够存储电荷并产生电场。

L型滤波器的工作原理基于电感和电容的特性。

当输入信号通过电感时，电感会产生一个电磁场，使得电流的变化率降低。

这样就可以去除高频信号中的快速变化部分，从而实现滤波的效果。

而电容则可以通过储存电荷的方式来平滑输入信号，减小信号的波动。

在L型滤波器中，电感和电容的数值决定了滤波器的截止频率。

截止频率是指在这个频率以下的信号将被滤除或削弱，而在这个频率以上的信号将通过滤波器。

当信号频率高于截止频率时，电感的阻抗会增加，从而使得信号被滤除。

而当信号频率低于截止频率时，电容的阻抗会增加，从而使得信号通过滤波器。

L型滤波器有很多应用领域，其中最常见的是在电源电路中的应用。

由于电源中会存在各种噪声和杂波，使用L型滤波器可以有效地去除这些噪声，使得电源输出的信号更加稳定和纯净。

此外，L型滤波器还广泛应用于音频设备、通信系统和电子仪器等领域，用于滤除不需要的频率成分，提高系统的性能和信号质量。

除了L型滤波器，还有其他类型的滤波器，如RC滤波器、LC滤波器和RLC滤波器等。

每种滤波器都有其特定的特性和适用范围。

在选择滤波器时，需要根据具体的应用需求和信号特性来进行选择。

总结起来，L型滤波器是一种基于电感和电容的电子滤波器，通过利用电感和电容的特性来滤除高频信号和平滑输入信号。

它在电子领域中有着广泛的应用，特别是在电源电路中起到了重要的作用。

通过合理选择滤波器的参数和类型，可以有效地改善信号质量，提高系统性能。