信号线滤波器的作用和高频超标的危害

滤波是信号处理中的一个重要概念。滤波分经典滤波和现代滤波。经典滤波的概念，是根据傅里叶分析和变换提出的一个工程概念。根据高等数学理论，任何一个满足一定条件的信号，都可以被看成是由无限个正弦波叠加而成。换句话说，就是工程信号是不同频率的正弦波线性叠加而成的，组成信号的不同频率的正弦波叫做信号的频率成分或叫做谐波成分。只允许一定频率范围内的信号成分正常通过，而阻止另一部分频率成分通过的电路，叫做经典滤波器或滤波电路。

信号线滤波器的主要作用是解决空间电磁干扰问题，例如设备向空间辐射较强的电磁干扰，或者设备对空间的电磁干扰敏感等问题。前面看到的信号线电缆与电源线电缆之间的耦合导致传导发射在高频超标的现象，就是由于信号线上的高频干扰通过空间耦合到了电源线上造成的。出现这种现象是因为信号电缆本身就是一条效率很高的辐射和接收天线，它造成的危害如下:

1)造成很强的超标辐射:机箱内的电磁能量在电缆上感应出共模电压和电流，共模电流在电缆上流动，产生了共模辐射。这种辐射往往是设备产生超标辐射的主要原因。

2)设备周围环境空间中的电磁能量被电缆接收到后，形成共模电流，沿着导线传进机箱，一方面对与电缆直接连接的电路产生干扰，另一方面借助导线再次辐射，对机箱内的其它电路(没有直接与电缆连接的电路)造成干扰。

3)造成屏蔽体或隔离层被破坏，产生这种作用的原因也是电缆的对电磁波的接收和再次辐射，导致电磁能量通过电缆泄漏，从现象上看就是屏蔽体的屏蔽效能将低。理论和实验均表明:设备上的电缆是电磁兼容上最薄弱的环节。信号线滤波器的作用就是解决上述三个方面的问题。

下面的结论是十分重要的:

任何穿过屏蔽体或隔离体的导线或电缆都会破坏原有的屏蔽效果和隔离效果，对这些导线，必须采取滤波措施。信号线滤波以共模滤波为主。这是因为电缆上感应的电流一般都是共模形式的，而对信号电缆上传输的差模信号，希望不产生任何影响。如果传导发射或辐射发射由不可避免的信号频谱引起，那么试图使用差模滤波器来减小这些发射并不是办法。不过对所关心的信号频谱范围内的频率，采用共模滤波是可行的，因为有用的信号是差模而非共模。

信号线滤波器的技术指标中，一般都忽略了地线噪声。驱动芯片会产生地线跳跃噪声，如果数字印刷电路板的地线面与机壳间的射频搭接不好，便会在所有导线中产生大量的数字0V噪声，因此，外封装上标有低转换速率的驱动芯片仍可能产生高电平的射频噪声。低频模拟信号中使用的滤波器，尤其是当电子电路的灵敏度非常高时，需要采用如电源线滤波器一样的单级或多级电路。然而，在多数情况下，信号是数字化的或高电平模拟信号，对干扰不很敏感。