一个使用电容与大地相连接的RF滤波器的“秘密”是它们的性能永远都不会优于它所连接的参考地(几乎总是大地或0V)的RF性能。大多数家用、商业和工业应用中的大地的RF性能都非常差,完全不是所谓的理想“无限RF吸收器”。
从本章的目的出发,安装滤波器的最佳位置应在产品的“内部世界”和它的“外部世界”的连接电缆交接处。就一个屏蔽的罩壳而言,滤波器应该是以RF搭接(即金属对金属)方式完成与外部表面的搭接。推荐选用一个贯通分隔壁[29]①型的滤波器。对于一个非屏蔽罩壳而言,一般来说,滤波器最好在PCB的一侧搭接到它的接地参考面。
在滤波器中,电容和它们使用的无论什么样的RF参考之间的连接都应该是既要非常短,又要非常直接。这样做的好处是在最高频率上,仅有短于它的波长的百分之一的信号会被衰减。而且还要求该连接具有非常低的阻抗。这意味着除非在低频时(比如说1MHz以下),该连接导线不能被用来作为滤波器的地。即便它们有着绿色/黄色绝缘材料包裹着(还记得吗?电是“色盲”)。举例来说,假如一个电源滤波器采用一个2.2nF的Y电容与大地相连接,连接长度为100mm。那么,当频率高于20MHz时,由于该连接线电感的存在,Y电容将会变得完全无效。当计算连接大地导线影响时,一个相对准确的经验值是,每一毫米导线的电感值为1nH。滤波器唯一正确的搭接是,在滤波器的金属体与大地参考之间,至少有一个(越多越好)直接的金属对金属的连接。为了安全起见,虽然采用绿/黄导线连接滤波器也是可以接受的。但前提是,它们至少要同时与一个良好的RF大地搭接并联使用。
军事用信号倾向于依赖C形(只有电容的)和π形滤波器。这是显见的:因为大多数传统的军用装备都具有真正的和工程上设计完善的大地参考(在所有机械和车辆的金属体上,都采用坚固的螺栓紧固方式将镀铬压铸盒固定在金属的分隔壁上)。因此,它们的接地电容不会因为很差的RF大地完整性而丧失它们的效能。(www.xing528.com)
问题是在家用、商业和工业产品中的RF大地完整性经常由于在设计过程中,不断考虑如何降低成本而会变成一个严重的问题。在上述的这些应用中,最可预见的是采用RC、LC或T形(使用软性铁氧体作为L元件)滤波器。这意味着它们施加给大地参考的RF电流电平要比C形(只有电容)或π形滤波器低。但在军用车辆日益采用较多的诸如碳纤维这类非金属材料的当今,由于这类材料参与构成的大地参考当然不会如金属材料那么有效,因此对他们(军用)来说,与C形和π形相比,R、L、RC、LC和T形滤波器的性价比就会有较大的吸引力。
在对各种类型的滤波器和屏蔽方式的选择过程中,还应同时考虑与之相结合使用的D形或其他类型的连接器的选择。由于在低电流应用和用于信号电缆的情况下,D形或相类似的连接器的性能往往要比别的连接器来得好。所以它们的正确选择,可以很容易的利用来补救和改善EMC性能。大多数这类连接器都是通过电容器将它们的每个信号/电源插针与它们的接大地金属体相连接的。甚至还有一类特殊的D型连接器,不仅它们的每个插针都套有一个软性铁氧体管,而且它们的每个插针都单独配置有LC、T或π形滤波器。但由于插针滤波器就处理CM和DM电流来说是相同的,所以,若有用信号具有高频时,这类滤波器就不一定适用。
有些RJ45连接器和类似的电通信或Ethernet连接器本身就带有共模扼流圈。在高速LAN中,经常使用平衡转换器和脉冲变压器来抑制低频共模噪声或完成电气隔离。这类转换器和脉冲变压器有时本身就带有共模扼流圈,以便可以更好地抑制高频噪声。
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