EMI電源濾波器共模插入損耗標準測量方法

EMI濾波器尚沒有產品類國標，只是企業標準，EMI電源濾波器的主要性能指標一般包括插入損耗、頻率特性、阻抗匹配、額定的電流值、絕緣電阻值、漏電流、物理尺寸及重量、使用環境以及本身的可靠性。在使用時考慮最多的是額定的電壓及電流值、插入損耗、漏電流三項。本文主要介紹EMI濾波器插入損耗的測量方法。

EMI濾波器插入損耗測量方法是根據CISPR17 (1981)出版物提出的濾波器標準測量方法包括共模、差模、常模和0.1Ω／100Ω阻抗測量方法。

1. 共模插入損耗標準測量方法

根據CISPR17 出版物提出的共模插入損耗標準測量方法(Asymmetrical Measurement)，如圖1.1所示。根據插入損耗的定義，先要測量沒有濾波器時，負載50Ω上的電壓V1作為0dB的參考電壓。再測量有濾波器后，負載500上的電壓V2,通過頻譜分析儀將20log(V1/V2)隨頻率變化的結果顯示在屏幕上或通過接口打印出來。測量時注意，濾波器的輸入端和輸出端是并聯的，目的是取得共模插入損耗的平均值。因為濾波器的Cy電容量盡管標稱值和誤差等級一樣，其實際值也不完全一樣，電感盡管繞組匝數一樣，但磁芯的磁導率誤差和工藝上也很難實現在繞制和裝配時完全對稱，因此采用平均值才有意義。

圖1.1 共模插入損耗的典型測量方法

2．差模插入損耗標準測量方法

根據CISPR17( 1981)出版物B5提出的差模插入損耗標準測量方法(Symmetrical

Meausurement)，如圖2.1 所示。

圖2.1 差模插入損耗的典型測量方法

由于頻譜分析儀（或標準信號發生器）輸出、輸入均采用對地非對稱結構的50Q同軸電纜，為了測量對地對稱的差模插入損耗，需對頻譜分析儀跟蹤發生器的輸出信號（濾波器的輸入信號）進行不對稱-對稱變換，對頻譜分析儀輸入信號（濾波器的輸出信號）進行對稱-不對稱的逆變換，其他步驟同上。

3．常模插入損耗標準測量方法

根據CISPR17 出版物提出的不對稱測量方法( Unsymmetrical Measurement)又稱常模(Normal Mode)測量，如圖3.1所示。

圖3.1 常模插入損耗的測量方法

與共模插入損耗測量電路相比，在N和地之間接入一個尚未被標準所批準的50Ω電阻。常模也是經常用來表示差模的一種方法，盡管理論分析常模除了有差模成分外，還含有共模成分。

上述測量方法又稱為50Ω／50Ω,系統測量方法，即源和負載阻抗均在50Ω匹醌條件下測量。它也是目前許多濾波器制造商傳統沿用的測量方法。用以上共、差模插入損耗測量方法時需注意：

(1)由于測量儀器輸出信號幅值在不同的頻率有波動，所以沒插入濾波器前的0dB校正，應該對所測頻域的各主要頻點逐點進行校對。具備條件的，可進行計算機編程進行自動校正。

(2)被測濾波器外殼應該接地良好，否則MHz以上測得的插入損耗相差很大。

(3)要確保濾波器輸入，輸出連接線之間有良好的隔離，以避免它們之間在高頻段產生射頻耦合，給高頻段測量帶來很大誤差。

(4)沒有頻譜分析儀，也可以用標準信號發生器和示波器來代替，但后者動態范圍小，在高頻段的測量誤差較大。

4、0.1Ω,/100Ω阻抗測量方法

根據CISPR出版物4.2.2.2提出一種“近似”實際的測量方法。

在實際情況中，由于源阻抗和負載阻抗不可能是恒定的50Ω，所以實際使用中的濾波器插入損耗特性，與用50Ω／50Ω系統測量獲得的電源濾波器插入損耗特性不盡相同，甚至差別很大。

CISPR出版物4.2.2.2提出一種近似實際的測量方法，是0.1Ω,/100Ω及100Ω,/0.1Ω系

統測量方法，如圖4.1所示。

圖4.1 0.1Ω,/100Ω及100Ω,/0.1Ω系統測量方法

這里，僅涉及l0kHz～lMHz范圍內的插入損耗。

以上是目前插入損耗的主要測量方法，可根據條件選擇合適的測量方法。
編輯：hfy