电连接器中滤波技术的应用

崔艳梅

石家庄八五零电子有限公司研究所，河北石家庄 050021

当前信息技术的持续发展和电子设备的持续更新和完善，致使电子设备之间的电磁干扰越来越严重，不同电子设备在运行和发展过程中所产生的电磁辐射或者电磁波严重影响了正在运行中的电子设备体系，甚至导致电子设备判断失准，为企业的设备运行造成了很大的影响。由此可以了解到，电子产品抗电磁干扰和电磁波的能力，逐渐成为了电子设备研究的重点和难点。

电子设备和电子系统中起到连接作用和信号传输作用的部件是电连接器，也是电子设备与外界沟通和信号传递的桥梁。根据相应的理论体系可了解到，穿透屏蔽体的导线或者导体将造成电子设备的屏蔽失效。然而在电子设备的使用运行过程中，虽然电子设备的屏蔽较为严密，但在电连接器的安装过程中产生了屏蔽体的穿透，致使电子设备的屏蔽体失去了应有的效果。电连接器的滤波技术在电子设备和体系中的应用对屏蔽电磁干扰和电磁波是十分必要的。使用了滤波技术的电连接器与普通电连接器并无外形上的差别，可用滤波电连接器替换掉普通的电连接器，与普通的电连接器不同，滤波电连接器的导体上都安装有低通滤波器。

1 滤波技术原理

电连接器的滤波元件是电容器，低通滤波器中常常被当做电气旁路使用，由于电容器的阻抗与频率之间呈现反比例关系，也就是频率升高，电容器阻抗降低，由此建立了对高频信号的屏蔽。电子设备的滤波技术的使用中，低通类滤波器是信号、电源线等常用的滤波单位，能有效排除高频信号对电子设备的干扰。电子设备的滤波连接器与金属面板连接起来，二者构成了滤波的接系统，同时也隔离了滤波器输入输出的耦合影响。

2 滤波器分类和性能比较

滤波器具有多种内部形式，电连接器中通常使用管状电容以及铁氧体磁环，通过不同的组织和构成，构建了C、L、T、π等多种型号的电路，电路图如下表所示，不同型号的电路适用于不同的电源阻抗和不同的负载阻抗。

根据上图可见，低通滤波器可分为四种类型，C型、L型、T型、π型。C型电路是单电容结构体系，C型电路用于信号线电磁波的过滤以及直流电源线的抗滤波情形下。L型电路，安装的方式不同，使用到的抗电磁干扰的情形也就不同。L型电路可用于源阻抗较高，负载阻抗低或者，也可用于源阻抗较低而负载阻抗较高的场合。T型电路则适用于源阻抗以及负载阻抗较低，同时要求抗电磁干扰能力较强的状况，而π型低通滤波器适用于源阻抗和负载阻抗高同时干扰抑制性能要求高的状况。

3 干扰性能（插入损耗）的计算方法

电连接器的滤波技术对电磁干扰的抗击作用可通过插入损耗的使用表示，插入损耗IL的定义为：

上述公式中，V1表示信号源与测量电子设备电磁干扰的仪表例如频谱仪、接收机、高频毫伏表等仪器在直接联系时，相关测试仪表的数据。V2表示信号源与测量仪表之间加入滤波仪器后测试仪表的数据。

在对电子设备滤波技术的实时设计中，滤波技术的采用和设备的滤波需求应从整体上考虑，而后建立有针对性的电连接器的电路形式。已经确定了类型的滤波电路，可通过公式估算插入损耗。

L型电路的插入损耗计算公式为：

公式中，Z S、 ZL是源阻抗和负载阻抗，ω为信号源角频率。源阻抗和负载阻抗均将小于50Ω。

C型电路的插入损耗计算公式为：

上述公式中，C是滤波的电容值，源阻抗和负载阻抗均将大于50Ω。

T型电路的插入损耗计算公式为：

公式中的C为滤波电容值，L为滤波电感值，源阻抗和负载阻抗均将小于50Ω。

π型电路的插入损耗计算公式为：

上述公式中，源阻抗和负载阻抗均将大于50Ω。

4 滤波电连接器的设计

4.1 滤波电路的选择

就通常而言，电子设备的电连接器的滤波装置都设置在机柜的外壁上，滤波器是电子设备内部和外部，以及滤波系统之间连接和信息传递的纽带。电子设备环境中，所遭遇的电磁干扰信号有较大的信号频率和较高的信号频带。这时低通滤波器的使用能消除高次谐波对脉冲信号的干扰。

4.2 滤波元件的选择

根据电子设备系统对环境的需求，可按照滤波电连接器的要求，一般选择使用电容容量值，可选择π型滤波网络或者管状滤波电容，这是由于，这种类型的滤波网络与管状的滤波都具有较好的电磁干扰的过滤效果。滤波网络的设计、焊接和安装都十分快捷方便。所占据的纵向空间较小，适用于高密度的连接器，其接地电感也较小，能很好地发挥高频旁路的效果。管状电容滤波器与金属板连接后，由于金属的接地板隔离效果较好，因此有效隔离了滤波器输出端和输入端的电磁干扰，在很大程度上避免了高频耦合现象的发生。

4.3 安装滤波接触件

在选择和合理的滤波网后，应首先将电容焊接在连接器的接触件上；而后将电连接器的滤波接触件焊接到接地板上，在焊接完成后加上安装外壳，在金属接地板上与安装外壳之间，可选择多种连接方式，可使用多点焊接，或者涂上导电胶，保证接点之间良好的电导通性。贴片电容与管状电容都是电子设备中常常使用的滤波元件，贴片电容属于单容电路，应用于接触密度不高的电连接器，而金属的接地板都采用印制电路接地板，印制电路板与外壳之间也使用焊接的方式进行连接。

[1]蒋新悦.滤波技术在电连接器中的应用[J].机电元件，2006(4).

[2]王超群，朱凤伟，胡尚锋.浅述热电偶连接器的研制[J].机电元件，2008(2).

[3]刘圣奇.无源/有源滤波原理及其应用分析[J].湖南工业大学学报，2009(5).

[4]杨奋为.宇航电连接器材料选用和可靠性试验(续)[J].质量与可靠性，2009(2).