摘要：現階段，電子設備在人們的生活中越來越常見，使得在有限空間內的電磁環境受到嚴重的電磁污染。日益嚴重的電磁干擾（EMI）不僅會破壞或降低電子設備的指標與工作性能，而且對人的身體健康也構成了一定的危害。電磁干擾以兩種方式存在，即傳導型電磁干擾和輻射型電磁干擾。對輻射型電磁擾，可以采用電磁屏蔽的方式來防護，而對傳導型電磁干擾，濾波則是最有效的防護手段。任何電子設備都需要和外界連接，進行電氣信號的傳輸。在各型號系統中，電連接器是構成一個完整系統所必需的基礎元件，是連接設備的窗口。就一個系統而言，各種 EMI 在接口處最為嚴重，它是 EMI 進出電氣及電子設備的“窗口”。因此，具有濾波功能的接口連接器最能滿足電子產品的電磁兼容性（EMC），盡量減小電磁干擾對電子產品的影響。本文將對濾波電連接器的技術原理和功能特點等進行概要介紹。

關鍵詞：濾波；連接器；電磁兼容。

1 引言

1933年國際電工技術委員會(IEC)在法國巴黎成立了國際無線電干擾特別委員會(CISPR)，致力于更好地研究國際性無線電干擾問題。1967年，美國軍方發布了MIL—STD 46lA。建立了軍用電子設備測試和驗證的要求，成為美軍第一代配套的EMC標準和規范。1979年，美國聯邦通訊委員會(FCC)規定所有的數字設備的電磁發射必須低于某一限值。隨著系統的集成度越來越高，新興技術發展的同時也帶來了對其他電子設備更大的干擾，突顯出相關法律法規繼續發展的必要性。

隨著電子科學技術的發展，以及電氣、電子設備數量及種類的不斷增加，我們周圍的電磁環境變得日益復雜，為了減少電子電氣設備相互間的電磁干擾，使各種設備能夠正常工作，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代電子工業系統都必須要求解決電磁兼容問題。

電磁干擾以兩種方式存在，即傳導型電磁干擾和輻射型電磁干擾。對輻射型電磁擾，可以采用電磁屏蔽的方式來防護，而對傳導型電磁干擾，濾波則是最有效的防護手段。近年來，隨著在工程實踐的需求不斷加大，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上，在連接器內部安裝了濾波電容，并通過對內部結構進行改進，增加濾波電路，對連接器的電流進行過濾，實現抗干擾功能。目前國內研制生產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（四川華豐企業集團有限公司）、國營 715廠等。

圖1  濾波連接器圖示

2 濾波連接器技術原理及優點

干擾源、傳播耦合路徑、敏感設備是電磁兼容設計必須要考慮的三個方面，解決好電磁兼容，必須從這三個方面下手。濾波電連接器就是為滿足設備的電磁兼容（EMC）要求而設計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特殊構造的濾波器，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。設計使用這樣的連接器，可以使通過導線傳輸到設備的信號得到過濾，防止不需要的雜波對設備造成損壞。在設備輸出上設計選用濾波連接器，可以省去在 PCB 上設計單獨的濾波器，不但節省空間而且方便設計。

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際問題包括但不限于，整機系統與輸入、輸出信號的連接和濾波功能的實現。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傳遞作用，是在普通電連接器的基礎上，增加了濾波功能，將一定頻率范圍的信號濾除，限制其通過的電連接器，它允許系統將需要的頻率信號無衰減地或較小地衰減通過，抑制干擾信號頻率通過，從而減少整機對外部環境或外部環境對整機的互相間電磁干擾。濾波電連接器的優點主要體現在以下幾個方面：

1）體積小：濾波電路被設計在連接器內部，這樣就可以為相應配套設備節省大量的空間。

2）功能多：將濾波器同連接器金屬外殼連接，可同時實現濾波、屏蔽、接地等效果，體現了其強大的功能。

3）應用便利：現階段主流連接器制造企業生產的濾波連接器均是在普通電連接器的基礎上，對其內部結構經過改進，增加濾波電路而實現的，因此可以與同型別的普通連接器互換對接使用。

4）成本較低：采用濾波連接器可以省去大部分設備抑制電磁干擾的設計成本，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

目前，國內主要采用了 C 型、L 型、T型、л型電路結構，在結構設計方面，則采用了電容、電感（根據具體電路結構原理）焊接形成濾波組件結構來構成濾波主要器件。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、品質因數等。

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，內部器件會損壞。

額定電流：在規定環境溫度條件和額定電壓下，濾波連接器所允許的最大連續工作電流，一般情況下當工作溫度越高時所允許的工作電流越小；同時，工作電流還與頻率有關，工作頻率越高，其允許電流越小。

[敏感詞]損耗：信號源通過濾波器在負載阻抗上建立的電壓為Ui ，不接濾波器時信號源在同一負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，實際濾波連接器的幅頻特性可能有波動，d值為幅頻特性的最大波動值。

截止頻率：若濾波連接器在通頻帶內的增益為K，則當其增益下降到K/2（即下降了3dB）時所對應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。

品質因數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因數，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 濾波電連接器設計

產品設計時，在技術規范的選用上，濾波電連接器的設計規范主要參考國家軍用標準GJB1308-91《濾波電連接器要求》及其他相對應系列產品的技術規范要求，如GJB599B、GJB101A、GJB2446A等。

在結構設計上，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。濾波器件結構常選用板式濾波結構和管式濾波結構。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現電氣連接，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現電氣連接，接地簧片與濾波器組件共同構成濾波回路；管式濾波電連接器的接地器件為導電膠墊，它的作用是將電容的一極與殼體實現電氣連接，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現電氣連接，導電膠墊與濾波接觸體件共同構成濾波回路。

信號在傳輸時，工作信號通過接觸體(插針、插孔組件)正常實現電氣傳輸，高頻信號通過濾波器件以及接地器件導向殼體，與工作信號分離，從而實現產品的濾波功能，以保證工作信號的正常傳輸。

5 結語

近年來，電子技術整體水平飛速發展，特別是信息化浪潮滾滾而至，各種精密復雜的電子設備，如計算機、視頻設備等快速普及，且高密度、微型化、數字化等成為其重要發展趨勢，所以提高設備的抗干擾能力仍將是一項重要的工作。可以預測，濾波電連接器的需求仍將日益擴大。

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