系统常用 EMC 处理方式（二）

  人们根据大量设备抑制传导干扰的经验，总结出了共模（CM）、差模（DM）频率分布图，如图 12-8-1。并由此而做出了滤波器商品，叫 EMI 滤波器。

  EMI 滤波器是抑制传导干扰的最有效的手段。由 L、C 低通无源回路构成，它利用阻抗失配原理，使电磁干扰信号得到衰减。
  EMI 电源输入滤波器是一种低通滤波器，只允许 50Hz 工频交流电流通过，而不允许较高频率的电磁干扰电流通过。
  该滤波器是双向的，它既能阻止电网上的干扰进入电源内部，又能防止开关电源内电磁干扰通过电源线传到电网上。
  图 12-8-2 是一种 EMI 电源滤波器的内部电路，图 12-8-3 是 EMI 滤波器的滤波效果。

选用 EMI 电源滤波器的原则：
(a) 电压、电流值应为额定值的 1.5 倍
(b) 插入损耗大
(c) 交流 EMI 电源滤波器可用在交流电源上，也可用在直流电源上，但直流电源滤波器不能用在交流场合，这是因为直流滤波器的耐压较低。有些型号的 EMI 电源滤波器同时具有差模噪声和共模噪声抑制功能，可以选用，效果更好，只是价格高些。不过这些商品均是根据负载为 50Ω而设计的。如果是自己设计 EMI 电源滤波器，则应根据实际测试结果，确定超差值出现在什么位置？属于 DM 还是 CM？还是 DM 和CM 一样都有？从而确定在什么频段，调整什么参数，有效的抑制超差的 EMI 信号，使之
达到设计要求。
3.2 、防浪涌电路中的元器件
气体放电管：开关型保护器件，用于保护电路最前级：交流电源口相线、中线的对地保护，直流电源口德工作地和保护地之间的宝华，信号口中线对地的保护。其工作电压一般在20~50V 之间、击穿电压一般在 600V 以上，放电响应时间可以达到数百纳秒以致数秒，但在直流源电路中如果两线间电压超过 15V，则不可以在两线间直接应用放电管。在 50HZ 交流电源电路中使用时，虽然交流电电压有过零点，可以实现气体放电过的续流遮蔽，但是气体放电管类的器件在经过多次导电击穿后，其续流能力大大降低，长期使用后，在交流电路的过零点也不能实现续流遮断。在直流情况下:min(u fdc )≥1.8U P ；u fdc 为直流击穿电压，min(u fdc )为直流击穿电压的最小值；U P 为线路正常运行的电压峰值。
压敏电阻：响应时间为 ns 级，比空气放电管快，比 TVS 管稍微慢一些，一般情况下用于电子电路的过压宝华，很多情况下不易直接用于高频信号线路的保护中。在交流电路中：压敏电阻的压敏电压 U B 为（1.8~2）回路中的直流工作电压 U dc ；在交流回路中 U B =（2.2~2.5）U dc ；在信号回路中 U B =（1.2~1.5）U max 。其主要用于直流电源、交流电源、低频信号线路、带馈点的天馈线路。电压钳位型瞬态抑制二极管（TVS）: 响应时间为 Ps 级，是限压型浪涌保护器件中最快的。可分为：高结电容型 TVS 和低结电容型 TVS。其一般用于最末级的精细保护、不用于交流电源的线路保护，直流电源的防雷电路使用 TVS 时，一般还需要与压敏电阻等通流容量大的器件配合使用。在直流回路中反向击穿电压为： （1.8~2）U dc ；在信号回路（1.2~1.5）U max 。
  电压开关型瞬态抑制二极管（TSS）：其可以将过压钳位到比击穿电压更低的接近 0V 水平上，之后其持续这个状态，知道流过其的过电流降到临界值一下后，他开始恢复开路状态。响应时间为 Ps 级，在信号回路中（1.2~1.5）U max 。其较多应用于信号线路的防雷保护中。热敏电阻：是一种限流保护器件。其电阻值可以随通过 PTC 电流的增大而发生急剧的变化，一般用于串联线上过流保护。保险管、熔断器、空气开关都属于保护器件，设备内部短路、过流等故障下，能够断开线路上的短路负载或过流负载，防止电气火灾及保证设备的安全特性。
4 、旁路设计
4.1. 基本概念
  旁路和去耦是指防止有用能量从一个电路传递到另一个电路中，并改变噪音能量的传输路径，从而提高电源分配网络的品质。
去耦：当器件高速开关时，把射频能量从高频器件的电源端泄放到电源分配网络。去耦电容也为器件提供一个局部的直流源，这对减小电流在板上传播浪涌尖峰很有作用；提供局部的能量存储源，可以减少电源供电的辐射路劲。串联铁氧体磁珠是一种常见的方法，由于铁氧体磁珠对高频电流呈现较大的阻抗，因此增强了电源去耦的效果。
旁路：把不必要的共模 RF 能量从原件或线缆中释放掉。它的实质是产生一个交流支路来把不希望的能量从容易受影响的地区释放掉。
4.2 、去耦和旁路电容的选取
  在 PCB 上进行原件放置时，要保证有足够的去耦电容，特别是对时钟电路来说还要保证旁路和去耦电容的选择要满足预期的应用。自谐振频率要考虑所有要抑制的时钟谐波，一般情况下要考虑原始时钟的五次谐波。
  去耦电容的自谐振频率必须高于抑制时钟谐波频率；当电路中信号沿为 2ns 或更小时，选择自谐振频率为 10~30MHz 的电容，常用的去耦电容是 0.1uf 并上 0.001uf 电容，但是它的感性太大、充放电时间太慢而不能用在 200~400MHz 的范围内。在实际工作中两个电容并联使用能提供更宽的抑制带宽。这样两个并联电容必须有不同的数量级（如 0.1uf 和 0.001uf）或容值相差一百倍的关系从而达到最佳的效果。