接地方式优化对滤波器的影响

经常会忽略这样一个事实：一个滤波器的RF性能在很大程度上取决于它所连接的RF参考（通常是地或0V）的质量。

唯一的，质量符合良好的RF参考结构是位于PCB和类似的金属板上或屏蔽罩壳上的完整的（实心的）0V平面。一个滤波器的RF参考在所涉及的或所关心的频率上应该能够提供良好的屏蔽效果。这通常意味着，它们最多仅允许有很少数的、尺寸又很小的孔洞或缝隙（如果允许存在的话）。并且它们的最小尺寸都不应大于所要滤波的最高频率波长的1/100。例如在空气中，在要滤波的频率为1GHz时，这个尺度不应大于1/8in（3mm）。在使用FR4作为基材的PCB上，在与上述频率相同情况下，这个尺度不应大于1/16in（1.5mm）。

滤波器电容和它的RF参考之间的搭接长度应该短于波长的1/100，并且必须具有很低的电感。这意味着不能使用导线或编织带作为滤波器的地（导体）（即便是那些用于安全目的的，带有绿色或绿/黄色绝缘材料的接地导体也不行）。当然，假如所要滤波的频率为非常低的频率情况除外。举例来讲，假如一个AC馈电电源滤波器使用一个4in长（近似于100mm）的，用于安全目的的接地导线或编织带来完成一个电容值为2.2μF的Y电容的接地的话，由于滤波器的接地电感的存在，它的Y电容将会在频率高于10MHz以上时形成一个谐振器。因此滤波器的滤波性能在较高频率上将会受到很大损害。

在考虑使用导线或编织带连接所造成的影响时，可以假定它们的每英寸长度上具有25nH的局部电感（1nH/mm）。滤波器的最佳参考连接方式是在滤波器的金属壳体和它的RF参考结构之间以金属对金属的直接连接。当然，为了安全目的而安装和使用安全地导体也是可以接受的。前提是，必须还同时存在有用于RF滤波目的的、金属对金属的直接搭接。

当一个滤波器安装在一个PCB上时，它的构成电容必须直接搭接到0V平面上。假如不存在这样一个0V平面的话，在PCB上安装一个使用电容器的滤波器是浪费时间。因为它们将很可能在不可预估的频率上形成谐振。从而会造成对有些频率进行衰减，而对另一些频率则产生增益。在一个滤波器安装在一个金属平板上或屏蔽罩壳内的场合，在它的所有安装固定点上都要以金属对金属的方式形成搭接。有时甚至需要在滤波器基体下面安装一个导电的密封衬垫，以在它的壳体和金属构件之间形成一个无缝的RF搭接。

信号滤波器在用于军事装备上时倾向于偏爱使用或依赖于C型和π形滤波器。这主要是因为传统的军事装备都会具有大量的、工程上设计良好的RF接地点（比如在所有的载体上都会使用压铸成形的经过铬酸盐/磷酸盐处理过的铝盒，并用螺栓紧紧的固定在金属壁上）。这意味着，它们的接地电容的性能并不会由于不良RF参考所引起的制约而受到损害。但对于许多现代军用车辆或载体则并不完全都是这样。因为有相当一部分军用车辆或载体的结构材料或部件已越来越多的依赖于碳纤维、玻璃纤维和其他非金属材料。(www.xing528.com)

不幸的是，对于家用、商用和工业用产品来讲，RF参考的质量则往往是一个严重的问题。其中的主要原因是这些产品都必须仔细核算成本。由于这个原因，在上述这几类应用中的大多数可预估信号滤波器通常都会选用RC或LC类型的滤波器。尤其是它们的R或L元件与外部导体相连接的那些种类。因为它们在成本上与C型或π形滤波器相比要低一些。有时也会采用T形滤波器于上述的应用中。同样与C型或π形滤波器相比，这些类型的滤波器在RF参考上所产生RF电流要低得多。因此也就降低了由于质量较差的RF参考引起问题的可能性。

在一个电缆中包括有若干个导体的场合，最好的方式是使用单个CM扼流圈于所有的导体。假如这个方法会在敏感信号之间引起太多的串扰的话，请试着在电缆中的每对发送/返回导体（不论是信号还是电源）上设置一个CM扼流圈来代替之（电缆总是应该包括与每一个信号或电源连接相关联的、各自的发送和返回导体为好。换句话讲，它们总是应该以成对的方式出现。所以，推荐使用双绞线、三导体绞合或四导体绞合电缆等。并对各绞合导体使用单个CM扼流圈，以降低串扰。对EMC性能而讲，使用一个机壳连接来作为信号或电源的返回通道是一个非常错误的实践方法）。图3-4-6显示了将一个5个电路CM扼流圈用于一个包括有5个导体的电缆的例子。用于信号的SMD-CM扼流圈，可以在一个封装内包括有高达8个电路，其尺寸不会大于1/4in³（6mm³）。

图3-4-6 一个使用CM扼流圈的典型单级信号滤波器