双线EMI滤波器评估的测试方法

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  对EMI滤波器进行性能评估时，可以采用多种测试方法。对于单端元件，例如电容和传感器（集总元件），两端口网络分析仪可以对元件在宽频率范围内进行非常精确的特性测量。这些特性在建立精确的电路模型时可以证明是有价值的。然而，当对双线滤波器进行评估时，在宽频率范围内的测量与建模的复杂性而产生的结果可能与实际值存在差别。电磁干扰与兼容网 http://www.interferencetechnology.cn/

　　为精确测定双线滤波器共模和差模噪声性能，电路设计师需要了解与电路以及EMI滤波器相关的寄生效应。寄生差异导致线路之间和线路至参考点（地）的阻抗不平衡。为了补偿寄生不平衡现象，通常需要复杂的EMI滤波器设计，导致采用更大参数的集总元件（电容性与电感性）。合理设计与应用EMI滤波器可以平衡电路的寄生阻抗失配，减弱共模与差模噪声及其之间的转换。本文的内容是提出可以确定EMI滤波器在电路内和电路外的平衡与寄生参数的测试方法。

要测试什么？
   评价EMI滤波器的第一步是确定要测试什么和什么信息是重要的。为了简化这个问题，工程师可对测试依下列三者之一进行分类。

? 系统类—增加EMI滤波器至电路回路后测量滤波器总阻抗的最终结果，加上物理尺寸例如PCB布局、线路和水平间距。举例，图1表明通过一对差模信号的一个IC芯片在PCB边缘处与连接器相接。一对测试点应取位于IC的针脚和连接器的针脚。网络阻抗包括滤波器和PCB板的总阻抗。

? 滤波器在系统内—除了测试滤波器和PCB板的滤波器回路外，其余均与“系统类”相同。图2表明测试点刚好位于滤波器之前和之后。网络阻抗包括滤波器以及其所在回路的寄生效应。

? 滤波器本身—特别设计的测试试样，用以测量电路以外的EMI滤波器，其所有装置和电路的寄生效应都可以被移除。网络阻抗仅包括滤波器的寄生效应（图3）。

　　需要特别注意的是分类可以重叠；然而，只要如下列这些参数被完整的定义并且协商通过，这样的重叠不会引起重大的问题。电磁干扰与兼容网 http://www.interferencetechnology.cn/


　　测试装置设置/布局
　　测试点的位置
　　包含滤波器的部件的数量


图1、“系统类”测量。注意：测试点位于IC和连接器。



图2、“滤波器在系统内”测量。注意：测试点刚好在EMI滤波器的前后。



图3、“滤波器本身”测量。注意：测试试样大小要与EMI滤波器和连接器正好合适。


仅包括滤波器测试的测试试样设计

　　测试试样有许多因素可以明显影响测试，这不可避免的将与其他测试产生相互影响。大部分部件/滤波器制造商提供诸如插入损耗曲线或者阻抗测试的信息。不幸的是，没有明确的标准来控制如何获得这些数据。对于不同生产商产品的评估，或者甚至相同生产商不同生产线，如果不能获取更加深入的信息，将会产生非常棘手的问题。设计者必须知道测试夹具的结构，获得测试设置的描述，找出采用的校准类型和了解样品的尺寸基础。如果得不到制造商提供数据的附加信息，那么工程师必须决定是否接受数据，或者自己进行验证测试。

　　好消息是，可以不必费太大心思就可以做出较便宜的测试试样，对于大多数滤波器的评估来讲，这种式样是比较理想的。对于任何一个好的测试试样，应该考虑频率范围和需要的测试分类。定义这些事情可以帮助确定测试的参数，包括绝缘物质；形状与大小（长，宽，高）；与其布局，结构和测试点。

网络分析仪校准，设置与夹具扩展

　　在进行网络分析仪校准之前，需要装载设置、信道和状态。设置应包括起始频率、测试带宽、测试点数量、信道与轨迹设置及测试类型（例如，对称线测试）。对称线测试也被叫做混合模式或者无限巴伦测试。（在下面的讨论中，将使用混合模式一词。）混合模式测试可确定共模（CM）和差模（DM）响应，及其之间的转换响应，例如共模至差模（CD）和差模至共模（DC）转换。（混合模式测试类似于使用去除了校准难题和频率限制的平衡非平衡适配器[1]。）

　　另一个在使用四端口网络分析仪时需要注意的事项是混合模式测试所采用的方法。在“虚拟”混合模式下，一次只有一个信号输出到一个端口。CM、DM、DC、CD响应接着由软件进行计算。在“真实”混合模式下，实际的差模信号同时输出至两个端口。实际的硬件对DM、DC、CD信号进行测量。（对于“真实”和“虚拟”混合模式的情形在下面有例子说明。电磁干扰与兼容网 http://www.interferencetechnology.cn/