• EMI表貼濾波器的測試

    日期:2021-06-19 01:38
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    摘要:
    EMI表貼濾波器的測試
    簡介:
    對于高頻、表貼小尺寸濾波器的測試是比較復雜的。本文主要介紹了一種高頻、表貼小尺寸濾波器的測試方法、測試線路和測試夾具制作所要考慮的各種因素。并采用老鼠洞屏蔽技術較好的完成了一種高頻、表貼小尺寸濾波器的測試,然后對所出現的問題進行了深入分析。

    . 引言:

      現代電子技術面向高速度、高頻率、低功耗、高功率等的發展,同時引入的各種干擾信號也較大,這就使得高頻濾波器的運用范圍越來越廣。要把一個器件運用得恰到好處,首先必須了解該器件的工作狀況,這些都要求我們對器件的各種參數進行測試。

    2. 器件簡介:

      本文主要闡述一種EMI表貼濾波器插入損耗的測試方法研究和測試結果分析,該濾波器的插入損耗在100kHz17dB1.0GHz60+dB之間變化,我們采用高傳輸阻抗和老鼠洞屏蔽技術對其進行測試,得到了與標準值較為吻合的結果。文章將從濾波器的理論推導結果和實驗測試結果進行比較分析測試的準確性和測試方法的可行性。

    2.1 濾波器的結構:

     

    L

    C


      該濾波器為Π型結構,長6.6mm,寬5mm,高1.6mm,由兩個穿心電容和一個電感構成,其結構圖示和電容電感值如圖1所示。

                      

    2.2 器件插入損耗指標:

    測試頻率(Hz

    100k

    1M

    10M

    100M

    1G

    插入損耗(dB

    17

    41

    60+

    60+

    60+

    器件的插入損耗與頻率之間的關系曲線圖如圖2所示。

    2 濾波器采用“老鼠洞”屏蔽(見3.3)安裝法的測試結果

     

    3. 測試方法及測試過程的研究:

    3.1 測試說明:

    由于待測濾波器尺寸比較小,測試頻率高頻達到1GHz,倘若傳輸阻抗匹配不佳,則在高頻時容易產生能量散射。測試裝置中夾具尺寸較小,導致輸入端和輸出端距離接近信號波長,高頻時由

    λ=c/f                                                      1

    易知,信號波長在1GHz時為10cm,所以如果屏蔽不佳,則容易產生能量散射,大大減弱濾波效果。

        另外,由均勻傳輸線的輸入阻抗與反射系數的關系知,終端負載阻抗ZL與終端反射系數Г的關系為:

                                                         

                                                                                  2

    式中,Z0為傳輸阻抗,當Z0=ZL時,Г=0,即負載終端無反射,此時傳輸線上的反射系數處處為零,即負載匹配。在無反射狀態下測到的才是濾波器的插入損耗的真實值。

    3.2 測試盒的選擇

    由于濾波器的衰減頻率達到1GHz,接近微波段,所以選擇1GHz濾波器測試盒,其結構如圖2所示。

     


    2 測試盒

    3.3 測試夾具

    根據3.1所述,測試夾具要充分考慮屏蔽、接地和傳輸阻抗。對于屏蔽方面,采用老鼠洞屏蔽技術,具體方法如下:

    屏蔽板下部開“老鼠洞”,把輸入與輸出端頭各接在屏蔽板的另一邊,隔離端頭之間的

    互相輻射輻射干擾,降低能量散射,提高傳輸效率,并且使得輸入端與輸出端之間不能直通。

    測試夾具盡量考慮細傳輸線短傳輸線以提高傳輸阻抗,中間采用銅板外包一層薄銅皮以提高彈性,保證良好的接地和中間屏蔽。銅板兩邊用PCB板作為器件安裝臺,接觸引線均采用彈片,保證良好的接觸,其結構示意圖如圖3所示。

                 


    3 測試夾具

    3.4 測試原理電路

    在測試濾波器的插入損耗時,需要采用一個信號源、頻譜分析儀,或許采用網絡矢量分析儀進行測試。這里我們采用的是信號源和頻譜分析儀組合成一個測試系統,其中源阻抗和負載阻抗均為50Ω。測試原理圖如圖4所示。

     

    測試盒

    信號源

    頻譜分析儀



    把器件安裝于測試盒內的夾具上,蓋好盒蓋,檢查線路導通后即可進行濾波器插入損耗的測試。

    4 測試結果:

    對單只濾波器進行密集采點測試后,得到如圖5所示的結果。從圖上不難看出該測試結果與所給的測試指標十分相近。

    為了進一步驗證測試結果,我們對整批器件進行了測試,發現測試結果擬和得十分好,下面抽樣給出其中10只器件的測試結果,以方便進行論證。其結果見表2,曲線圖見圖6。

     

    2 濾波器實驗測試數據

    編號

    100K

    1.0M

    10.0M

    100.0M

    1.0G

    1

    16.40

    42.96

    70.59

    59.79

    61.17

    2

    16.22

    42.71

    71.53

    61.19

    64.12

    3

    15.86

    42.87

    70.93

    62.60

    60.13

    4

    16.12

    42.72

    71.66

    59.13

    59.17

    5

    16.24

    42.71

    71.63

    60.54

    60.53

    6

    16.18

    42.98

    71.36

    61.78

    59.73

    7

    15.99

    42.99

    71.68

    64.37

    61.23

    8

    16.11

    42.17

    70.31

    64.02

    59.07

    9

    16.17

    42.08

    70.81

    62.24

    60.75

    10

    16.34

    42.75

    70.67

    61.19

    60.23

     
    5 對濾波器進行密集采點測試的結果

     

    6 10只濾波器進行測試后的結果曲線圖

    從圖上很容易看出,對多只濾波器進行測試后,其結果都較為接近。由于濾波器本身的參數(電容值和電感值)具有一定的離散性,所以各只器件的測試結果也會有所漂移。

     

    5.結論:

    該濾波器屬于表貼高頻無源濾波器,在測試過程中,主要考慮插入損耗的測試,特別是高頻段的插入損耗測試。由于器件尺寸較小,使得測試難度較大。所以在進行測試適配器制作時,主要考慮以下三點:

    一、傳輸阻抗較好匹配,以此減小能量散射和終端反射系數。

    二、采用老鼠洞屏蔽技術,隔離端頭之間的互相輻射輻射干擾,降低能量散射,提高傳輸效率,并且使得輸入端與輸出端之間不能直通。

    三、 做好接地工作,保證接地良好,以減小接地信號的反射和外界信號的干擾。同時,保證輸入輸出接觸良好,使得信號得以順利傳輸,測試結果較為真實。

       這樣,我們的測試結果曲線圖和生產廠給出的測試曲線圖具有非常好的吻合性,從這里看來,我們的測試方法和技術是很成功的。

    6.參考資料:

    1GB7343-87,10kHz30MHz無源無線電干擾濾波器和抑制元件的抑制特性的測量方法【S.1987-03-02

    2ReinholdLudwig ,Pavel Bretchko;RF Circuit Design:Theory andApplications;Publishing House of ElectronicsIndustry;BeiJing;2002.05

    粵公網安備 44030602001522號

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