電連接器中濾波技術(shù)的應(yīng)用

崔艷梅

石家莊八五零電子有限公司研究所，河北石家莊 050021

當(dāng)前信息技術(shù)的持續(xù)發(fā)展和電子設(shè)備的持續(xù)更新和完善，致使電子設(shè)備之間的電磁干擾越來越嚴(yán)重，不同電子設(shè)備在運(yùn)行和發(fā)展過程中所產(chǎn)生的電磁輻射或者電磁波嚴(yán)重影響了正在運(yùn)行中的電子設(shè)備體系，甚至導(dǎo)致電子設(shè)備判斷失準(zhǔn)，為企業(yè)的設(shè)備運(yùn)行造成了很大的影響。由此可以了解到，電子產(chǎn)品抗電磁干擾和電磁波的能力，逐漸成為了電子設(shè)備研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

電子設(shè)備和電子系統(tǒng)中起到連接作用和信號傳輸作用的部件是電連接器，也是電子設(shè)備與外界溝通和信號傳遞的橋梁。根據(jù)相應(yīng)的理論體系可了解到，穿透屏蔽體的導(dǎo)線或者導(dǎo)體將造成電子設(shè)備的屏蔽失效。然而在電子設(shè)備的使用運(yùn)行過程中，雖然電子設(shè)備的屏蔽較為嚴(yán)密，但在電連接器的安裝過程中產(chǎn)生了屏蔽體的穿透，致使電子設(shè)備的屏蔽體失去了應(yīng)有的效果。電連接器的濾波技術(shù)在電子設(shè)備和體系中的應(yīng)用對屏蔽電磁干擾和電磁波是十分必要的。使用了濾波技術(shù)的電連接器與普通電連接器并無外形上的差別，可用濾波電連接器替換掉普通的電連接器，與普通的電連接器不同，濾波電連接器的導(dǎo)體上都安裝有低通濾波器。

1 濾波技術(shù)原理

電連接器的濾波元件是電容器，低通濾波器中常常被當(dāng)做電氣旁路使用，由于電容器的阻抗與頻率之間呈現(xiàn)反比例關(guān)系，也就是頻率升高，電容器阻抗降低，由此建立了對高頻信號的屏蔽。電子設(shè)備的濾波技術(shù)的使用中，低通類濾波器是信號、電源線等常用的濾波單位，能有效排除高頻信號對電子設(shè)備的干擾。電子設(shè)備的濾波連接器與金屬面板連接起來，二者構(gòu)成了濾波的接系統(tǒng)，同時也隔離了濾波器輸入輸出的耦合影響。

2 濾波器分類和性能比較

濾波器具有多種內(nèi)部形式，電連接器中通常使用管狀電容以及鐵氧體磁環(huán)，通過不同的組織和構(gòu)成，構(gòu)建了C、L、T、π等多種型號的電路，電路圖如下表所示，不同型號的電路適用于不同的電源阻抗和不同的負(fù)載阻抗。

根據(jù)上圖可見，低通濾波器可分為四種類型，C型、L型、T型、π型。C型電路是單電容結(jié)構(gòu)體系，C型電路用于信號線電磁波的過濾以及直流電源線的抗濾波情形下。L型電路，安裝的方式不同，使用到的抗電磁干擾的情形也就不同。L型電路可用于源阻抗較高，負(fù)載阻抗低或者，也可用于源阻抗較低而負(fù)載阻抗較高的場合。T型電路則適用于源阻抗以及負(fù)載阻抗較低，同時要求抗電磁干擾能力較強(qiáng)的狀況，而π型低通濾波器適用于源阻抗和負(fù)載阻抗高同時干擾抑制性能要求高的狀況。

3 干擾性能（插入損耗）的計(jì)算方法

電連接器的濾波技術(shù)對電磁干擾的抗擊作用可通過插入損耗的使用表示，插入損耗IL的定義為：

上述公式中，V1表示信號源與測量電子設(shè)備電磁干擾的儀表例如頻譜儀、接收機(jī)、高頻毫伏表等儀器在直接聯(lián)系時，相關(guān)測試儀表的數(shù)據(jù)。V2表示信號源與測量儀表之間加入濾波儀器后測試儀表的數(shù)據(jù)。

在對電子設(shè)備濾波技術(shù)的實(shí)時設(shè)計(jì)中，濾波技術(shù)的采用和設(shè)備的濾波需求應(yīng)從整體上考慮，而后建立有針對性的電連接器的電路形式。已經(jīng)確定了類型的濾波電路，可通過公式估算插入損耗。

L型電路的插入損耗計(jì)算公式為：

公式中，Z S、 ZL是源阻抗和負(fù)載阻抗，ω為信號源角頻率。源阻抗和負(fù)載阻抗均將小于50Ω。

C型電路的插入損耗計(jì)算公式為：

上述公式中，C是濾波的電容值，源阻抗和負(fù)載阻抗均將大于50Ω。

T型電路的插入損耗計(jì)算公式為：

公式中的C為濾波電容值，L為濾波電感值，源阻抗和負(fù)載阻抗均將小于50Ω。

π型電路的插入損耗計(jì)算公式為：

上述公式中，源阻抗和負(fù)載阻抗均將大于50Ω。

4 濾波電連接器的設(shè)計(jì)

4.1 濾波電路的選擇

就通常而言，電子設(shè)備的電連接器的濾波裝置都設(shè)置在機(jī)柜的外壁上，濾波器是電子設(shè)備內(nèi)部和外部，以及濾波系統(tǒng)之間連接和信息傳遞的紐帶。電子設(shè)備環(huán)境中，所遭遇的電磁干擾信號有較大的信號頻率和較高的信號頻帶。這時低通濾波器的使用能消除高次諧波對脈沖信號的干擾。

4.2 濾波元件的選擇

根據(jù)電子設(shè)備系統(tǒng)對環(huán)境的需求，可按照濾波電連接器的要求，一般選擇使用電容容量值，可選擇π型濾波網(wǎng)絡(luò)或者管狀濾波電容，這是由于，這種類型的濾波網(wǎng)絡(luò)與管狀的濾波都具有較好的電磁干擾的過濾效果。濾波網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)、焊接和安裝都十分快捷方便。所占據(jù)的縱向空間較小，適用于高密度的連接器，其接地電感也較小，能很好地發(fā)揮高頻旁路的效果。管狀電容濾波器與金屬板連接后，由于金屬的接地板隔離效果較好，因此有效隔離了濾波器輸出端和輸入端的電磁干擾，在很大程度上避免了高頻耦合現(xiàn)象的發(fā)生。

4.3 安裝濾波接觸件

在選擇和合理的濾波網(wǎng)后，應(yīng)首先將電容焊接在連接器的接觸件上；而后將電連接器的濾波接觸件焊接到接地板上，在焊接完成后加上安裝外殼，在金屬接地板上與安裝外殼之間，可選擇多種連接方式，可使用多點(diǎn)焊接，或者涂上導(dǎo)電膠，保證接點(diǎn)之間良好的電導(dǎo)通性。貼片電容與管狀電容都是電子設(shè)備中常常使用的濾波元件，貼片電容屬于單容電路，應(yīng)用于接觸密度不高的電連接器，而金屬的接地板都采用印制電路接地板，印制電路板與外殼之間也使用焊接的方式進(jìn)行連接。

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