图1 EMI滤波器示意简图
图1是一个简化的EMI滤波器，包括共模（CM）滤波器和差模（DM）滤波器。 通常，DM滤波器主要用于滤除小于30MHz的噪声（DM噪声），CM滤波器主要用于滤除30MHz至100MHz的噪声（CM噪声）。 但其实这两个滤波器对于整个频段的EMI噪声都有一定的抑制作用。
图2 C5标准下的噪声特性（无滤波器）
图3显示了增加一个DM滤波器后的EMI结果。 从图中可以看出，DM滤波器衰减了中频段DM噪声（2MHz至30MHz）近35dBμV/ m。此外高频段噪声（30MHz至100MHz）也有所降低，但仍超过限制水平。这主要是因为DM滤波器对于高频段CM噪声的滤除能力有限。
图3 C5标准下的噪声特性（带DM滤波器）
图4显示了增加CM和DM滤波器后的噪声特性。 与图3相比，CM滤波器的增加降低了近20dBμV/ m的CM噪声。 并且EMI性能也通过了CISPR25 C5标准。
图4 C5标准下的噪声特性（带CM和DM滤波器）
图5显示了不同布局下带CM和DM滤波器的噪声特性，其中滤波器与图4相同。但与图4相比，整个频段的噪声增加了大约10dBμV/ m，高频噪声甚至还超出CISPR25 C5标准的平均值。
图5 C5标准下的噪声特性（带CM和DM滤波器，不同布局）
图4和图5之间噪声结果的不同主要是由于PCB布线差异所致，如图6所示。图5的布线中（图6的右侧），大面积覆铜（GND）包围着DM滤波器，并和Vin走线形成了一些寄生电容。 这些寄生电容为高频信号旁路滤波器提供了有效的低阻抗路径。 因此，为了最大限度地提高滤波器的性能，需要移除滤波器周围所有的覆铜，如图6左侧的布线。
图6 不同的PCB布线
除了增加滤波器外，另一种优化EMI性能的有效方法是增加屏蔽罩。 这是因为连接着GND的金属屏蔽罩可以阻止噪声向外辐射。 图7推荐了一种屏蔽罩的摆放方法。该屏蔽罩恰好覆盖了板上所有的元器件。
图7 带屏蔽罩的PCB 3D模型
图8 C5标准下的噪声特性（带CM，DM滤波器以及屏蔽罩）
图9也显示了带滤波器和屏蔽罩的噪声特性。与图8 不同的是，图9中屏蔽罩是一个金属盒，它包裹了整个电路板，且只有输入引线裸露在外面。 虽然有了这个屏蔽罩，但一些辐射噪声仍然可以绕过EMI滤波器并耦合到PCB上的电源线，这将会导致比图8更差的噪声特性。有趣的是，图4，图8和图9中（相同的布局布线）高频带的噪声特性几乎相同。 这是因为在增加EMI滤波器后，能耦合到输入线上的高频段辐射噪声几乎已经不存在了。
图9 C5标准下的噪声特性（带CM，DM滤波器以及屏蔽金属盒）
仪器信息网“仪友会”招募令
科学仪器品牌联合“仪器心得”征文活动
【生活中的仪器检测】有奖征文
LC-MS实验瓶颈的突破与优化
