[發明專利]傳導性電磁干擾噪聲的共模噪聲和差模噪聲分離器

無效

• 申請號: 200810242651.6
• 申請日: 2008-12-30
• 公開（公告）號: CN101458284A
• 公開（公告）日: 2009-06-17
• 發明（設計）人: 趙陽;孫焱;褚家美;姜寧秋;李世錦;陸婋泉
• 申請（專利權）人: 南京師范大學
• 主分類號: G01R29/26
• 分類號: G01R29/26;H02J3/01;H01F30/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所
• 代理人: 程化銘

技術領域

本發明涉及的是一種傳導性電磁干擾噪聲的共模噪聲和差模噪聲分離器，屬于電磁兼容設備設計的技術領域。

背景技術

EMI濾波器是抑制傳導干擾最為有效的手段之一，已經在工業界廣泛應用。但由于傳導噪聲差模干擾和共模干擾產生的機理不同，相應電磁干擾EMI濾波器設計又分為共模CM濾波器和差模DM濾波器兩個部分。因此，在噪聲測量時能提供精確分離的共模噪聲和差模噪聲，對于分別設計具有優良濾波性能的共模CM濾波器和差模DM濾波器會有事半功倍的作用。按國際標準進行的傳導性電磁干擾測量系統采用線阻抗穩定網絡(簡稱LISN)，其只能提供電力線上的同時包含共模和差模疊加的混合干擾信號，而由于不同模態信號確定不同濾波器性能、拓撲結構與參數選取，因此這種基于線阻抗穩定網絡LISN的測量對實際功率線濾波器設計及干擾抑制幫助不大。傳導性電磁干擾共模噪聲和差模噪聲分離技術的目的是為提供精確分離的共模噪聲信號和差模噪聲信號。

在傳導性電磁干擾噪聲測試中，通用的測試設備是線性阻抗穩定網絡，原理如圖1所示，通過電感(L1、L2)、電容(C1、C2)和標準50Ω阻抗構成測試網絡，在線阻抗穩定網絡的火線端和中線端，由測量接收機得到的噪聲電壓應分別為：

V_L-G(ω)＝50[I_CM(ω)+I_DM(ω)]＝V_CM(ω)+V_DM(ω)??(1)

V_N-G(ω)＝50[I_CM(ω)-I_DM(ω)]＝V_CM(ω)-V_DM(ω)???(2)

由(1)(2)式發現，LISN所測量到的實際上是共模(CM)和差模(DM)信號的混合噪聲信號，而無法直接檢測到具體的CM和DM噪聲信號。

由式(1)(2)可得，獨立分量噪聲測量技術的原理正是基于以各種不同的電路結構和形式實現火線和中線上噪聲電壓的相加和相減功能。其公式描述如下：

V_CM(ω)＝[V_N-G(ω)+V_L-G(ω)]/2???(3)

V_DM(ω)＝[V_L-G(ω)-V_N-G(ω)]/2???(4)

噪聲分離器電路的輸入信號是來自線阻抗穩定網絡中火線和中線端的噪聲電壓，而該電路的輸出信號則是共模(CM)或差模(DM)噪聲分量，若測差模噪聲，則差模輸出端接頻譜儀，共模輸出端接50Ω匹配阻抗，如圖2所示；反之，若測共模噪聲，則共模輸出端接頻譜儀，差模輸出端接50Ω匹配阻抗。

為了精確分離共模噪聲和差模噪聲，傳導性電磁干擾噪聲分離器必須滿足以下要求：

1.測量共模輸出端|V_CM|＝|V_L+V_N|/2；差模輸出端|V_DM|＝|V_L-V_N|/2。

2.共模/差摸插入損耗(℃MIL/DMIL)越小越好；共模/差模抑制比(CMRR/DMRR)越大越好。

①共模插入損耗(CMIL)：V_L和V_N之間接共模信號作為噪聲分離器的輸入信號記V_CM-in，測量噪聲分離器的共模輸出端信號記V_CM-out，則共模插入損耗的計算式為CMIL＝201g(V_CM-out/V_CM-in)。理想情況下這種插入損耗應當是0。

②共模抑制比(CMRR)：V_L和V_N之間接共模信號作為噪聲分離器的輸入信號記V_CM-in，測量噪聲分離器的差模輸出端信號記V_DM-out，則共模抑制比的計算式為CMRR＝201g(V_DM-out/V_CM-in)。理想情況下這種抑制比應當是無窮大。