顺利通过EMC试验（三十六）文字版

预习思考题

当你拿到一个滤波器时，会怎样来确定他的滤波效果？

由于电源线上的传导发射有差模发射和共模发射两种，因此，电源线滤波器必须同时具有差模插损和共模插损。

差模插损的定义如图中的公式所示。

公式中的U1是将信号源与接收机直接连起来时测到的数值，如左上图所示。

公式中的U2是将滤波器插入在信号源与接收机之间，保持信号源的输出不变，测量到的数值。

U1与U2的比值就是滤波器的插入损耗，这很好理解，由于滤波器的插入而引起的损耗。通常，用dB数来表示滤波器的插入损耗，因此，进行对数的变换。

右下图是用一个实际的滤波器，更形象地展示信号源和接收机的连接关系。上图图中给出了滤波器插入损耗的定义。

右上图是差模插入损耗的定义，信号源和电压表连接在两根电源线之间。U1是没有插入滤波器时，电压表的读数； U2是插入滤波器时，电压表的读数。对应每个频率，可以得到一个插入损耗值。

在每个频率进行插入损耗的测量，就可以得到一个插入损耗的曲线。

共模插损的定义如图中的公式所示，这看起来与差模插损相同，但是其中的参数定义不同。

公式中的U1与差模损耗的计算公式中的相同个，是将信号源与接收机直接连起来时测到的数值，如左上图所示。

公式中的U2与差模插损中的不同，他的测量方法如右上图所示。也就是，将滤波器的输入端和输出端分别短路起来，然后按照图中所示的方式，将滤波器插入在信号源与接收机之间，保持信号源的输出不变，测量到的数值。

左下图是用一个实际的滤波器，更形象地展示信号源和接收机的连接关系。

需要注意的是，电源线滤波器一般都有一个金属外壳，这个金属外壳就是滤波器的“地”，共模信号就是施加在他的电源线（一对）与“地”之间，我们测量共模信号也是在电源线（一对）与“地”之间测量。

有些滤波器，虽然没有金属外壳，但是必然会有一个“接地”引脚，这作为共模信号的“地”来使用。

测量滤波器的插入损耗有很多方案，主要的设备是信号源和频谱分析仪。

在选择信号源和频谱分析仪时，主要注意两个指标，一个是频率范围，要能够覆盖所关注的频率范围。例如，如果，我们关心滤波器在10kHz ~ 1GHz范围内的插入损耗，信号源和频谱分析仪就必须覆盖这个频率范围。

另一个指标就是动态范围，也就是能够测量的最大信号和最小信号之差。如果我们的滤波器预期的最大插损为80dB，那这个动态范围就要大于80dB。动态范围取决于信号源的最大输出电平和频谱分析仪的最小测量电平。

信号源为输出正弦波的简单信号源。

频谱分析仪过去是比较贵重的仪器，现在价格已经很低。一台一万元左右的频谱分析仪就完全可以满足测量的要求。

这个方法的缺点是，测量效率低，只能够一个频点，一个频点地进行测量。并且得不到一个连续的插损曲线。

对频谱分析仪的使用比较熟悉的工程师，可以通过将频谱分析仪的显示设置在“最大保持”的状态，然后使信号源的输出频率从低到高逐点扫描，这样就可以提高测量效率。

第二个方案，使用一个梳状信号发生器作为信号源。

梳状信号发生器就是产生一系列谱线的信号源，如右下图所示，频谱的范围要能够覆盖我们所关注频率范围。

信号的幅度要满足滤波器插损的要求。

谱线之间的间距要满足对插损曲线精度的要求，对于电源线滤波器，30kHz~50kHz比较合适。间距过大，可能会错过滤波器的一些谐振点。间距过小，可能不利于读取数据。

梳状信号源是一个常用的EMC工具，大家应该准备一个。用这个信号源可以对场地进行校准，例如，你们单位有一个简易的试验室，但是不知道在这个建议试验室中测量的结果与认证试验室有什么差别，你就可以利用梳状信号源进行比对，得到两个场地之间的比对系数。

前面我们介绍了屏蔽机箱的屏蔽效能测试，使用梳状信号源也可以轻松完成对屏蔽机箱屏蔽效能的测试。

另外，我们还可以用梳妆信号源测量屏蔽电缆的屏蔽效能、屏蔽材料的屏蔽效能等。

这个方案是比较正规的一种方案。但是需要使用比较特殊的仪器，这种仪器一般实验室中可能没有。

这个方案中，使用网络分析仪，或者叫扫频仪，测量滤波器的插损。

用网络分析仪测量滤波器的插入损耗，相当于第一个方案。

只不过，在网络分析仪上，信号源与频谱分析仪同步自动扫描。例如，当信号源输出150kHz的频率时，频谱分析仪也正好接收150kHz频率的信号，并在屏幕上显示150kHz信号的幅度。当信号源输出160kHz的频率时，频谱分析仪也正好接收160kHz频率的信号，并在屏幕上显示150kHz信号的幅度。

就自动在设定的频率范围内了扫描，得到一条完整的曲线。

实际上，这种功能在制造仪器的时候很容易实现，因此，现在很多频谱分析仪都带这种网络分析仪的功能。

大家在选购频谱分析仪的时候，可以问一下供应商，带不带跟踪信号源选件，如果有这个选件，应该配上，会给你的电磁兼容工作带来意想不到的方便。