EMI表贴滤波器的测试

  现代电子技术面向高速度、高频率、低功耗、高功率等的发展，同时引入的各种干扰信号也较大，这就使得高频滤波器的运用范围越来越广。要把一个器件运用得恰到好处，首先必须了解该器件的工作状况，这些都要求我们对器件的各种参数进行测试。

2. 器件简介：

  本文主要阐述一种EMI表贴滤波器插入损耗的测试方法研究和测试结果分析，该滤波器的插入损耗在100kHz的17dB到1.0GHz的60+dB之间变化，我们采用高传输阻抗和老鼠洞屏蔽技术对其进行测试，得到了与标准值较为吻合的结果。文章将从滤波器的理论推导结果和实验测试结果进行比较分析测试的准确性和测试方法的可行性。

2.1 滤波器的结构：

 

L

C

  该滤波器为Π型结构，长6.6mm，宽5mm，高1.6mm，由两个穿心电容和一个电感构成，其结构图示和电容电感值如图1所示。

2.2 器件插入损耗指标：

测试频率（Hz）	100k	1M	10M	100M	1G
插入损耗（dB）	17	41	60+	60+	60+

器件的插入损耗与频率之间的关系曲线图如图2所示。

图2 滤波器采用“老鼠洞”屏蔽（见3.3）安装法的测试结果

3. 测试方法及测试过程的研究：

3.1 测试说明:

由于待测滤波器尺寸比较小，测试频率高频达到1GHz，倘若传输阻抗匹配**，则在高频时容易产生能量散射。测试装置中夹具尺寸较小，导致输入端和输出端距离接近信号波长，高频时由

λ＝c/f                                                      1

易知，信号波长在1GHz时为10cm，所以如果屏蔽**，则容易产生能量散射，大大减弱滤波效果。

    另外，由均匀传输线的输入阻抗与反射系数的关系知，终端负载阻抗Z_L与终端反射系数Г的关系为：

                                                                              2

式中，Z₀为传输阻抗，当Z₀=Z_L时，Г=0，即负载终端无反射，此时传输线上的反射系数处处为零，即负载匹配。在无反射状态下测到的才是滤波器的插入损耗的真实值。

3.2 测试盒的选择

由于滤波器的衰减频率达到1GHz，接近微波段，所以选择1GHz滤波器测试盒，其结构如图2所示。

图2 测试盒

3.3 测试夹具

根据3.1所述，测试夹具要充分考虑屏蔽、接地和传输阻抗。对于屏蔽方面，采用老鼠洞屏蔽技术，具体方法如下：

屏蔽板下部开“老鼠洞”，把输入与输出端头各接在屏蔽板的另一边，隔离端头之间的

互相辐射辐射干扰，降低能量散射，提高传输效率，并且使得输入端与输出端之间不能直通。

测试夹具尽量考虑细传输线短传输线以提高传输阻抗，中间采用铜板外包一层薄铜皮以提高弹性，保证良好的接地和中间屏蔽。铜板两边用PCB板作为器件安装台，接触引线均采用弹片，保证良好的接触，其结构示意图如图3所示。

图3 测试夹具

3.4 测试原理电路

在测试滤波器的插入损耗时，需要采用一个信号源、频谱分析仪，或许采用网络矢量分析仪进行测试。这里我们采用的是信号源和频谱分析仪组合成一个测试系统，其中源阻抗和负载阻抗均为50Ω。测试原理图如图4所示。

 

测试盒

信号源

频谱分析仪

把器件安装于测试盒内的夹具上，盖好盒盖，检查线路导通后即可进行滤波器插入损耗的测试。

4 测试结果：

对单只滤波器进行密集采点测试后,得到如图5所示的结果。从图上不难看出该测试结果与所给的测试指标十分相近。

为了进一步验证测试结果，我们对整批器件进行了测试，发现测试结果拟和得十分好，下面抽样给出其中10只器件的测试结果，以方便进行论证。其结果见表2，曲线图见图6。

表2 滤波器实验测试数据

编号	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

 
图5 对滤波器进行密集采点测试的结果

图6 对10只滤波器进行测试后的结果曲线图

从图上很容易看出，对多只滤波器进行测试后，其结果都较为接近。由于滤波器本身的参数（电容值和电感值）具有一定的离散性，所以各只器件的测试结果也会有所漂移。

5.结论：

该滤波器属于表贴高频无源滤波器，在测试过程中，主要考虑插入损耗的测试，特别是高频段的插入损耗测试。由于器件尺寸较小，使得测试难度较大。所以在进行测试适配器制作时，主要考虑以下三点：

一、传输阻抗较好匹配，以此减小能量散射和终端反射系数。

二、采用老鼠洞屏蔽技术，隔离端头之间的互相辐射辐射干扰，降低能量散射，提高传输效率，并且使得输入端与输出端之间不能直通。

三、 做好接地工作，保证接地良好，以减小接地信号的反射和外界信号的干扰。同时，保证输入输出接触良好，使得信号得以顺利传输，测试结果较为真实。

   这样，我们的测试结果曲线图和生产厂给出的测试曲线图具有非常好的吻合性，从这里看来，我们的测试方法和技术是很成功的。

6.参考资料：

【1】GB7343-87，10kHz～30MHz无源无线电干扰滤波器和抑制元件的抑制特性的测量方法【S】.1987-03-02

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