6-1. 简介
有两种用于抑制噪声的基本方法: 滤波器和屏蔽。两者之间具有相互支持的关系；尽管通常需要使用两种方法，但如果噪声很小，则可以简化。屏蔽通常由金属制成。由于屏蔽必须覆盖整个电子设备，所以尺寸往往很大。这意味着它们还可能增加设备的成本和重量。滤波器是电子元件；巧妙使用滤波器可以简化屏蔽，并能帮助降低电子设备的成本和重量。
本章简要概述了滤波器的工作原理，并解释了典型的电路配置，以便为娴熟使用滤波器提供良好的知识基础。用于消除电磁噪声的滤波电路通常被称为EMI静噪滤波器，但在此将其简称为“滤波器”。
图1 第6章涉及的主题
6-2. EMI静噪滤波器
6-2-1. EMI静噪滤波器的运行
在噪声传输路径上安装滤波器将电路工作所需的组件 (在图1中表示为“信号”) 与噪声分离。这样，滤波器将仅消除噪声。
为将信号与噪声分离，需要有一些分离标准。为此，通常使用频率分布的差异 (如图1 (b) 所示) 。不过，也存在使用传输模式或电压差异的情况。表1列出了典型滤波器执行此功能所使用的信息。
图1 滤波器运行
表1 信号与噪声分离
6-2-2. 按频率布局的四个滤波器
如图2所示，主要有四种滤波器按频率分离噪声。通常难以提前缩小目标噪声频率，因此常用低通滤波器作为EMI静噪滤波器。
图2 主要滤波器频率特征
6-2-3. 如何衡量滤波器效果
(1) 插损
滤波器的降噪效果由插损来表示。如图3所示，将滤波器插入连接50欧姆信号源与负载的电路中，然后测量负载侧 (B至C) 的电压变化。测量值通常以dB表示。
图3 插损测量电路
(2) dB
dB (decibel) 是一个用于表示比率的单位。如表2所示，将噪声降低到1/10的能力表示为20dB，而将噪声降低到1/100的能力表示为40dB。每次噪声降至1/10时，dB增加20 (用于插损) 。
表2 插损和降噪效果
使用dB非常方便，因为它可以通过加法表示大的比率。测量噪声的结果通常也用dB表示。例如，40dBμV表示1μV为0dB的电压，因此意味着100μV。
(3) 要牢记的数值
当噪声加倍时，dB以6dB的步幅变化。当噪声增加十倍时，dB的变化量为20dB。这两个数值经常使用，因此记住它们可能非常有用。
但是请注意，这些数字在表示电压时使用。关于功率，十倍的增加导致10dB的变化。这是因为功率与电压平方成比例关系 (P=V2/R) 。
(4) S参数替换
当滤波器被认为是线性电路时，可以由在50Ω系统上测量的S参数传输系数 (S21或S12) 之绝对值替代插损。这是因为对于两个测量，在滤波器之前和之后连接50Ω测量系统。只要可能，我们使用以S-parameter测量的值作为插损。
“6-2. EMI静噪滤波器”- 要点
- EMI静噪滤波器主要使用噪声与信号频率的差异来分离噪声。
- 某些EMI静噪滤波器使用噪声与信号传输模式或电压的差异来分离噪声。
- 插损通常用作噪声滤波器消除噪声效果的一个指标。