Вносимые фильтром потери – это показатель того, насколько хорошо электромагнитный фильтр ослабляет сигнал при его прохождении через фильтр. Обычно вносимые фильтром потери, выражаемые в децибелах, представляют собой отношение входного сигнала к выходному. Дополнительную справочную информацию смотрите в нашей статье “Вносимые потери фильтра электромагнитных помех”.

При проведении анализа электромагнитной совместимости системы EMI Analyst легко учитывает сложное взаимодействие электромагнитных фильтров, а также кабелей, паразитные эффекты, экраны, резонансы и множество других тонких эффектов.

Однако, что, если вы просто хотите рассчитать ослабление электромагнитного фильтра? Аналитик EMI тоже может это сделать. Вот как это делается.

Схема фильтра

Допустим, мы хотим рассчитать вносимые потери для электромагнитного фильтра линии электропередачи, который содержит как компоненты дифференциального режима, так и компоненты общего режима, например, фильтр, схематично показанный ниже. Его топология типична для многих готовых фильтрующих модулей.

Фильтр содержит двухполюсную секцию дифференциального режима LC и двухполюсную секцию общего режима LC. Угловые частоты короткого замыкания для фильтра составляют 50 кГц в дифференциальном режиме и 159 кГц в синфазном режиме. Однако при измерении в системе с сопротивлением 50 Ом угловые частоты смещаются из-за влияния нагрузки источника и импедансов нагрузки.

Стандартные измерения фильтра электромагнитных помех

Фильтры электромагнитных помех измеряются путем подключения источника сигнала к входным клеммам фильтра и последующего измерения амплитуды сигнала на выходных клеммах. Вносимые потери в дифференциальном режиме и вносимые потери в синфазном режиме измеряются отдельно.

Поскольку оборудование для радиочастотного тестирования обычно имеет входное и выходное сопротивления, равные 50 Ом, считается, что фильтр измеряется в системе с сопротивлением 50 Ом. При расчете вносимых потерь фильтра с помощью EMI Analyst необходимо смоделировать источник и нагрузку на 50 Ом, чтобы данные моделирования были сопоставимы с результатами измерений.

– Дифференциальный режим
Вносимые потери в дифференциальном режиме – это ослабление сигнала, подаваемого на входные клеммы фильтра (I+) и (I-), как показано на диаграмме слева выше. Ослабленный сигнал появляется на выходных клеммах (O+) и (O-).

– Общий режим
Вносимые потери в синфазном режиме – это ослабление сигнала, подаваемого между заземлением шасси и закороченными входными клеммами (I+) и (I-), как показано на изображении справа выше. Ослабленный сигнал появляется между закороченными выходными клеммами (O+) и (O-) и заземлением корпуса.

Вносимые потери аналитика EMI

Вносимые фильтром потери могут быть рассчитаны с использованием двух различных методов в EMI Analyst. Это может быть выполнено в виде проведенного моделирования выбросов с помощью CE Analyst или в виде проведенного моделирования восприимчивости с помощью CS Analyst.

Здесь мы используем CS Analyst, но оба метода одинаково эффективны. CS Analyst – это программа повышения восприимчивости, проводимая в рамках EMI Analyst. Он имитирует то, что происходит со схемой, когда сигналы соединяются с проводниками кабеля.

– Метод анализа
Подход к анализу заключается в подаче известного напряжения на линии, подключенные ко входу фильтра, а затем вычислении уровня сигнала на выходных клеммах фильтра. Для дифференциального режима (DM) мы вводим последовательно по 1 вольту в каждую входную линию, но с противоположной полярностью, как показано на диаграмме слева выше, применяя в общей сложности 2 вольта. Для синфазного режима (CM) мы вводим 2 вольта на обе входные линии одновременно, как показано на правой диаграмме выше.

На низких частотах, где фильтр обеспечивает слабую фильтрацию, приложенное напряжение делится поровну между сопротивлением источника 50 Ом и сопротивлением нагрузки 50 Ом, по 1 вольту на каждом. С увеличением частоты вносимые потери увеличиваются, а напряжение на нагрузке уменьшается. Отношение выходного напряжения к входному дает нам величину вносимых фильтром потерь. В децибелах (дБ),

Шаги настройки
Шаги по расчету вносимых потерь фильтра с помощью CS Analyst довольно просты.

– Дифференциальный режим
1. Диапазон частот: от 1 кГц до 100 МГц
2. Предел CS: 2 вольта
3. Порог: Нет порога
4. Левая схема: 50 Ом от линии к линии, без подключения к корпусу
5. Проводники: Пара проводов над плоскостью заземления или пара проводов минимальной длины
6. Правая схема: Содержит схему фильтра и соединение 50 Ом от линии к линии.

Рассчитанные вносимые потери показывают, что угловая частота DM сдвинута с 50 кГц до 11 кГц, как и ожидалось.

– Общий режим
1. Диапазон частот: от 1 кГц до 100 МГц
2. Предел CS: 2 вольта
3. Порог: Нет порога
4. Левая цепь: короткое замыкание от линии к линии, 50 Ом от линии к корпусу
5. Проводники: Пара проводов над плоскостью заземления или пара проводов минимальной длины
6. Правая схема: Содержит схему фильтра, короткое замыкание от линии к линии, 50 Ом от линии к корпусу

Рассчитанные вносимые потери показывают, что угловая частота CM смещена со 159 кГц до 200 кГц, как и ожидалось.

Завершать

Приведенные выше результаты относятся к фильтру, содержащему идеальные компоненты. Настоящий фильтр содержит паразитные элементы, которые являются неизбежным побочным продуктом физических катушек индуктивности и конденсаторов, а также методов упаковки, используемых для монтажа и ограждения фильтра. EMI Analyst обладает всеми возможностями для моделирования этих эффектов второго порядка, поэтому, независимо от того, просто ли вы рассчитываете вносимые фильтром потери или моделируете электромагнитную совместимость для схемы, подключенной по кабелю, результаты моделирования отражают поведение схемы в реальном мире во всем диапазоне частот.

Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с аналитиком EMI по адресу http://www.emisoftware.com .

Вы должны войти в систему, чтобы оставить комментарий.