摘要：現(xiàn)階段，電子設(shè)備在人們的生活中越來越常見，使得在有限空間內(nèi)的電磁環(huán)境受到嚴(yán)重的電磁污染。日益嚴(yán)重的電磁干擾（EMI）不僅會(huì)破壞或降低電子設(shè)備的指標(biāo)與工作性能，而且對(duì)人的身體健康也構(gòu)成了一定的危害。電磁干擾以兩種方式存在，即傳導(dǎo)型電磁干擾和輻射型電磁干擾。對(duì)輻射型電磁擾，可以采用電磁屏蔽的方式來防護(hù)，而對(duì)傳導(dǎo)型電磁干擾，濾波則是最有效的防護(hù)手段。任何電子設(shè)備都需要和外界連接，進(jìn)行電氣信號(hào)的傳輸。在各型號(hào)系統(tǒng)中，電連接器是構(gòu)成一個(gè)完整系統(tǒng)所必需的基礎(chǔ)元件，是連接設(shè)備的窗口。就一個(gè)系統(tǒng)而言，各種 EMI 在接口處最為嚴(yán)重，它是 EMI 進(jìn)出電氣及電子設(shè)備的“窗口”。因此，具有濾波功能的接口連接器最能滿足電子產(chǎn)品的電磁兼容性（EMC），盡量減小電磁干擾對(duì)電子產(chǎn)品的影響。本文將對(duì)濾波電連接器的技術(shù)原理和功能特點(diǎn)等進(jìn)行概要介紹。

關(guān)鍵詞：濾波；連接器；電磁兼容。

1 引言

1933年國際電工技術(shù)委員會(huì)(IEC)在法國巴黎成立了國際無線電干擾特別委員會(huì)(CISPR)，致力于更好地研究國際性無線電干擾問題。1967年，美國軍方發(fā)布了MIL—STD 46lA。建立了軍用電子設(shè)備測試和驗(yàn)證的要求，成為美軍第一代配套的EMC標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。1979年，美國聯(lián)邦通訊委員會(huì)(FCC)規(guī)定所有的數(shù)字設(shè)備的電磁發(fā)射必須低于某一限值。隨著系統(tǒng)的集成度越來越高，新興技術(shù)發(fā)展的同時(shí)也帶來了對(duì)其他電子設(shè)備更大的干擾，突顯出相關(guān)法律法規(guī)繼續(xù)發(fā)展的必要性。

隨著電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以及電氣、電子設(shè)備數(shù)量及種類的不斷增加，我們周圍的電磁環(huán)境變得日益復(fù)雜，為了減少電子電氣設(shè)備相互間的電磁干擾，使各種設(shè)備能夠正常工作，并且保證工作人員的健康、安全。航空、航天、電子、船舶、通信等幾乎所有的現(xiàn)代電子工業(yè)系統(tǒng)都必須要求解決電磁兼容問題。

電磁干擾以兩種方式存在，即傳導(dǎo)型電磁干擾和輻射型電磁干擾。對(duì)輻射型電磁擾，可以采用電磁屏蔽的方式來防護(hù)，而對(duì)傳導(dǎo)型電磁干擾，濾波則是最有效的防護(hù)手段。近年來，隨著在工程實(shí)踐的需求不斷加大，濾波電連接器的研究也逐漸變成了

熱點(diǎn)之一。濾波連接器，顧名思義，是一種具備濾波功能的連接器件，它是在普通電連接器的基礎(chǔ)上，在連接器內(nèi)部安裝了濾波電容，并通過對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，增加濾波電路，對(duì)連接器的電流進(jìn)行過濾，實(shí)現(xiàn)抗干擾功能。目前國內(nèi)研制生產(chǎn)濾波連接器的廠家主要有國營 825 廠、國營 158 廠、國營 117 廠、國營 796 廠（四川華豐企業(yè)集團(tuán)有限公司）、國營 715廠等。

圖1  濾波連接器圖示

2 濾波連接器技術(shù)原理及優(yōu)點(diǎn)

干擾源、傳播耦合路徑、敏感設(shè)備是電磁兼容設(shè)計(jì)必須要考慮的三個(gè)方面，解決好電磁兼容，必須從這三個(gè)方面下手。濾波電連接器就是為滿足設(shè)備的電磁兼容（EMC）要求而設(shè)計(jì)出來的一種電連接器，它是解決耦合路徑的較好方法之一。濾波連接器是在普通連接器的接觸件上安裝一個(gè)特殊構(gòu)造的濾波器，一般為低通濾波器。它是由電容、電感或電阻等無源器件組合而成，并通過連接器的金屬殼體將濾波器接地。濾波連接器通過接地、屏蔽和濾波這幾大措施，有效地抑制了電磁干擾問題，保證了信號(hào)的完整性。因此，它既具備普通電連接器的所有功能，又兼具抑制電磁干擾的特性。設(shè)計(jì)使用這樣的連接器，可以使通過導(dǎo)線傳輸?shù)皆O(shè)備的信號(hào)得到過濾，防止不需要的雜波對(duì)設(shè)備造成損壞。在設(shè)備輸出上設(shè)計(jì)選用濾波連接器，可以省去在 PCB 上設(shè)計(jì)單獨(dú)的濾波器，不但節(jié)省空間而且方便設(shè)計(jì)。

圖2 濾波電連接器工作原理示意圖

濾波電連接器主要解決的工程實(shí)際問題包括但不限于，整機(jī)系統(tǒng)與輸入、輸出信號(hào)的連接和濾波功能的實(shí)現(xiàn)。與普通電連接器一樣，濾波電連接器總體屬于電子元器件中電接插件的范疇，主要的作用是起到電子信號(hào)傳遞作用，是在普通電連接器的基礎(chǔ)上，增加了濾波功能，將一定頻率范圍的信號(hào)濾除，限制其通過的電連接器，它允許系統(tǒng)將需要的頻率信號(hào)無衰減地或較小地衰減通過，抑制干擾信號(hào)頻率通過，從而減少整機(jī)對(duì)外部環(huán)境或外部環(huán)境對(duì)整機(jī)的互相間電磁干擾。濾波電連接器的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1）體積?。簽V波電路被設(shè)計(jì)在連接器內(nèi)部，這樣就可以為相應(yīng)配套設(shè)備節(jié)省大量的空間。

2）功能多：將濾波器同連接器金屬外殼連接，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)濾波、屏蔽、接地等效果，體現(xiàn)了其強(qiáng)大的功能。

3）應(yīng)用便利：現(xiàn)階段主流連接器制造企業(yè)生產(chǎn)的濾波連接器均是在普通電連接器的基礎(chǔ)上，對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)經(jīng)過改進(jìn)，增加濾波電路而實(shí)現(xiàn)的，因此可以與同型別的普通連接器互換對(duì)接使用。

4）成本較低：采用濾波連接器可以省去大部分設(shè)備抑制電磁干擾的設(shè)計(jì)成本，而且與特制濾波器具有同等功效。

3 濾波連接器主要類型及特性指標(biāo)

目前，國內(nèi)主要采用了 C 型、L 型、T型、л型電路結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，則采用了電容、電感（根據(jù)具體電路結(jié)構(gòu)原理）焊接形成濾波組件結(jié)構(gòu)來構(gòu)成濾波主要器件。濾波連接器電路形式一般可分為 C 型、L 型、T 型、л型等類型。濾波器件電感主要使用鐵氧體磁環(huán)或磁片，串接在接觸件上，不涉及到端接問題；而另一種濾波器件電容，則需要將其電極采用某種方式分別端接到接觸件和外殼上（即接地），構(gòu)成濾波旁路。

圖 3  C型濾波電路

圖4  L型濾波電路

圖5  T型濾波電路

圖6 л型濾波電路

濾波連接器最主要的特性參數(shù)有額定電壓、額定電流、[敏感詞]損耗、紋波幅度、截止頻率、帶寬和中心頻率、品質(zhì)因數(shù)等。

額定電壓：濾波連接器所允許的[敏感詞]電壓值。如果輸入濾波器的電壓值超過一定值時(shí)，內(nèi)部器件會(huì)損壞。

額定電流：在規(guī)定環(huán)境溫度條件和額定電壓下，濾波連接器所允許的最大連續(xù)工作電流，一般情況下當(dāng)工作溫度越高時(shí)所允許的工作電流越??；同時(shí)，工作電流還與頻率有關(guān)，工作頻率越高，其允許電流越小。

[敏感詞]損耗：信號(hào)源通過濾波器在負(fù)載阻抗上建立的電壓為Ui ，不接濾波器時(shí)信號(hào)源在同一負(fù)載阻抗上建立的壓為 Uo，[敏感詞]損耗定義為：

Lio=20Lg（Ui/Uo）

[敏感詞]損耗是描述濾波連接器性能的最主要的參量。[敏感詞]損耗的大小隨工作頻率的不同而變化，通常把[敏感詞]損耗隨頻率的變化曲線作為濾波連接器的頻率特性。

紋波幅度d：在一定頻率范圍內(nèi)，實(shí)際濾波連接器的幅頻特性可能有波動(dòng)，d值為幅頻特性的最大波動(dòng)值。

截止頻率：若濾波連接器在通頻帶內(nèi)的增益為K，則當(dāng)其增益下降到K/2（即下降了3dB）時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率被稱為截止頻率。

帶寬B和中心頻率f0：帶通濾波器上、下兩截止頻率之間的頻率范圍稱為通頻帶帶寬，或-3dB帶寬，亦可記作 B=fC2－fCl，帶寬決定濾波器頻率分辨力（分離信號(hào)相鄰頻率成分的能力）。

上下兩截止頻率的幾何平均值稱為濾波器的中心頻率 f0   ，通常用中心頻率 f0來表示濾波器通頻帶在頻率域的位置。

品質(zhì)因數(shù)Q值：帶通濾波器中心頻率f0與帶寬B之比稱為濾波器的品質(zhì)因數(shù)，又稱Q值，即

Q=f0/B

Q值越高，濾波連接器的頻率選擇性越好。

4 濾波電連接器設(shè)計(jì)

產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，在技術(shù)規(guī)范的選用上，濾波電連接器的設(shè)計(jì)規(guī)范主要參考國家軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB1308-91《濾波電連接器要求》及其他相對(duì)應(yīng)系列產(chǎn)品的技術(shù)規(guī)范要求，如GJB599B、GJB101A、GJB2446A等。

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，濾波電連接器主要由普通電連接器、濾波器件、接地器件組成。濾波器件結(jié)構(gòu)常選用板式濾波結(jié)構(gòu)和管式濾波結(jié)構(gòu)。其中，板式濾波電連接器的接地器件為接地簧片，它的作用是將電容的一極與殼體實(shí)現(xiàn)電氣連接，濾波器件（濾波板）為濾波器組件，它的作用是將接觸體與電容的一極實(shí)現(xiàn)電氣連接，接地簧片與濾波器組件共同構(gòu)成濾波回路；管式濾波電連接器的接地器件為導(dǎo)電膠墊，它的作用是將電容的一極與殼體實(shí)現(xiàn)電氣連接，濾波器件（濾波管）為濾波接觸體組件，它的作用是將接觸體與電容的一極實(shí)現(xiàn)電氣連接，導(dǎo)電膠墊與濾波接觸體件共同構(gòu)成濾波回路。

信號(hào)在傳輸時(shí)，工作信號(hào)通過接觸體(插針、插孔組件)正常實(shí)現(xiàn)電氣傳輸，高頻信號(hào)通過濾波器件以及接地器件導(dǎo)向殼體，與工作信號(hào)分離，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的濾波功能，以保證工作信號(hào)的正常傳輸。

5 結(jié)語

近年來，電子技術(shù)整體水平飛速發(fā)展，特別是信息化浪潮滾滾而至，各種精密復(fù)雜的電子設(shè)備，如計(jì)算機(jī)、視頻設(shè)備等快速普及，且高密度、微型化、數(shù)字化等成為其重要發(fā)展趨勢，所以提高設(shè)備的抗干擾能力仍將是一項(xiàng)重要的工作?？梢灶A(yù)測，濾波電連接器的需求仍將日益擴(kuò)大。

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