刘春晓,王 黎

(深圳市远东华强导航定位有限公司,广东深圳518026)

0 引言

为抑制电磁干扰(EMI),通常在印制电路板(PCB)的输入电源端放置EMI滤波器。在实际应用中,一个电子产品中的几块PCB板常共用一个直流供电电源,这样造成一块PCB上的噪声干扰到另外一块PCB上的电路。使用电源滤波器可以抑制共用一路电源的PCB板间的耦合噪声。

1 方案设计

设计PCB上的电源EMI滤波器时,要么按照芯片资料的推荐电路来设计,要么通过试验来确定滤波器的布局和元器件值。但是对于一块指定的PCB来说,没有通用的方法来设计EMI滤波器,这样就造成了设计时的困难。该文的目标是设计一种通用滤波器,但前提条件是PCB上的噪声、阻抗和电源是已知的或是可求的。在已知噪声和阻抗的情况下可以设计出最优的EMI滤波器。

为了测试这种设计,用线性电源(0～32 V,5 A)来给数字PCB供电。这样选择的线性电源不会引入高频噪声影响测试结果。直流输入噪声的时域和频域图如图1所示。图1中可以看出,频率1MHz的噪声最大,因此EMI滤波器要抑制频率为1MHz的噪声。

图1 直流输入噪声的时域和频域

EMI滤波器通常要削弱5次以上谐波来减少共用电源上其他电路引入的噪声。然而如果测得的基础噪声频率小于10 MHz,设计时要滤掉9次谐波。在该案例中,测的基础噪声主要在1 MHz,测量带宽是0～10 MHz,包含9次谐波噪声。PCB的供电电源输出阻抗和直流输入阻抗可用双探针电路测量方法测出[1],这样就可以设计出有效抑制EMI的滤波器。

1.1 双探针测量法

图2简要地描述了双探针测量供电电源输出阻抗的基本理念。……