北京中北创新科技发展有限公司 马丹 郭艳辉 李子森

引言
EMI滤波器作为抑制电磁干扰的三大技术之一，是抑制传导干扰的最重要的手段。EMI滤波器性能的重要指标是插入损耗，因此，滤波器的性能测试显得尤为重要。
滤波器是由电感、电容等器件组成的多端口网络，由于各元件都存在一定的分布参数，使得滤波器的设计指标与实际性能存在差异；同时，由于电感中分布电容的影响，尤其共模电感中的存在的不完全对称性，造成空载插入损耗特性与满载插入损耗性能同样存在差距，有时可能相去甚远。
为了能真实反映滤波器在加载状态下的性能，提高滤波器设计和选型使用的针对性，不仅需要测量滤波器的空载插入损耗性能，更需要测量出滤波器在规定的满载负荷情况下的插入损耗特性。
1、测量基本原理及配置
EMI滤波器满载插入损耗测量基本原理如图1所示。

图1 EMI滤波器满载测量基本原理图

    按照上图的布置，通过信号源的扫描传输测试即可得到EMI滤波器的满载插入损耗值。应用基本原理图进行满载测试有两个关键要素：一是从信号源到接收机必须保证源端、负载端阻抗匹配，并且测试线上的驻波比要足够小，以保证信号不引起太大的反射，从而影响测试结果。二是用于加载滤波器工作额定电流的缓冲网络和射频直流适配器是整套测试设备能否正常工作的关键。它们有三个作用：1）额定工作电流通过该装置加到被测滤波器上；2）阻止测试信号从电流加载回路(绕过被测滤波器)通过，从而影响测量精度；3）防止外界的干扰信号从电流加载回路窜入被测滤波器，干扰测量结果。
    关于EMI滤波器满载插入损耗的测试方法，国外已做过许多这方面的研究，也出台了相应的标准，例如CTSPR 17号出版物和美军标MIL-STD-220B等。在美军标MIL-STD-220B里提出了一种较为详尽的滤波器满载插入损耗测试装置，即射频—直流插入损耗测试设备组件，如图2所示：

图2 射频—直流插入损耗测试设备组件

    该组件包含缓冲网络、射频—直流适配器、测试工装夹具等。测量时，直流电源通过缓冲网络为被测滤波器提供额定工作电流，射频—直流适配器为被测滤波器提供了同轴连接，信号源通过射频直流适配器为被测滤波器提供测试信号。
缓冲网络的结构及参数如图3所示：

图3 缓冲网络结构及参数

    安装于缓冲网络电源进线端的穿心电容是一个重要元件，穿心电容起到旁路电容的作用，它隔离了来自直流电源的干扰；电感线圈承载的电流比较大，需采用较粗的导线。
2、EMI滤波器满载插入损耗测量步骤
1）首先用合适长度和规格的电缆，插在两个隔离衰减器之间替代滤波器，信号源调整到所需频率，并调整输出功率至合适值；
2）接收机调谐到信号源的输出频率，调整增益控制，使其能清晰地识别被测信号；
3）调整信号源输出，使接收机输出仪表上显示较低的、稳定的信号电平，不要使接收机饱和或过载，记录此时信号源的输出电平U2；
4）去掉隔离衰减器之间的电缆，接入被测滤波器，接收机调整到相应频率，调整信号源输出，直到接收机输出仪表的显示值和未接入滤波器时一样。记录此时信号源的输出U1；
5）依据插入损耗计算公式IL＝20logU1/U2得出在规定条件下被测滤波器的插入损耗，用dB表示。
3、测量要求及注意事项
1）测量电路中所有测试设备应该被良好的屏蔽和滤波，以便完成的最大插入损耗测量。
2）缓冲网络的输入阻抗尽量高，以减小其对测量频率的分流，即使其对测量结果的影响为最小；
2）测量前，信号源和接收机（或频谱分析仪）应进行预热（5～10分钟）；
3）对于交流滤波器，应施加等效交流峰值的直流电流；
4）测量多路滤波器的每一路的插入损耗时，其他各路应分别开路和短路。短路连接线应尽可能的短和直。插入损耗值取两次测量中较小的一个。
结论
为了验证标准的可行性，我们按照美军标MIL-STD-220B标准要求的试验配置进行试验，测试结果表明，在加载电流的作用下滤波器的插入损耗出现了一定的起伏，尤其是对EMI滤波器共模电感的影响比较大，可见电流加载与否对滤波器的性能会产生一定影响。

（责编：雪竹）