低通滤波器，我该如何拯救你？？？

xyz549040622 · 2016-5-4 21:30

本帖最后由 joelxue_123 于 2016-5-6 21:19 编辑

2016-5-3 说起来都是泪，先看原理图。如此简单的原理图：

仿真结果：

一起看起来是这么美好，但是现实是残酷的。

我的信号源是电表上的载波模块，和集中器上的载波模块这件的通信。频率是2-12M赫兹。

从左到右依次是集中器，电表和低通滤波器。以及他们上面的模块. 模块与模块这件通信。
为了防止他们通过地串扰，用下面的接线方式。

理论上讲，信号接收灵敏度为90db，原发送信号12v.我的衰减器原理上衰减200db. 信号可以完全阻断的。但是，现在，他们居然通信了。
我用了6个电感，5个电容，他们还是通信了。难道要让我用12级的滤波器吗！！！
猜想的问题： 1，信号通过空间耦合，没有走电力线。集中器和表的距离很远了，有5米远了，还能空间耦合吗！！！
2,高频下电感量减小了。我用示波器测得，每个至少有100uf。用的是镍系的材料。导通频率在10M左右。
3，电感与电感之间串扰了。我放的的距离有10CM，已经很远了。
4，两端的共模信号比较大。。。我取得是差模信号。载波芯片上有耦合变压器，理论上只有差分信号过去，寄生电容很小。
？？？？？
结论：问题没有解决。没办法了，老大催我了，请大家支招吧。现在已经快开始失眠了。

2016-5-6号下午继续做实验：

图左为集中器图右为表。

我终于发现了一个很有意思的事情了。看到我表右边的变压器了嘛！！！它可是起到了很大的作用啊。
情况1：当我把变压器插到电表上供电的时候，整个滤波就开始不正常了。无论我中间部分增加几级的滤波部分，电表和集中器之间的模块都可以畅通无阻的通信。
情况2：当我把变压器插到集中器上供电的时候，当我中间部分的滤波电路达到6级的时候，集中器和电表就不能正常通信了。:
情况3.1：当我把变压器插到集中器上，并且在电表L OR N 线上接上1m单股电缆时。奇迹发生了，集中器和电表开始通信了。
情况3.2：当我把变压器插到集中器上供电时，在电表 L AND N 上接上1m双绞线时，集中器和电表不通信了。
情况3.3：当我把变压器插到集中器上供电时，在电表 L AND N 上接上1m同轴电缆时，奇迹发生了，集中器和电表又开始通信了。
好吧，说了这么多，我就是想说，这是算天线效应吗？算算我的频率2-12Mhz. 以12Mhz的波长为25m. 我甩出来的电缆线才1m,就能发送这么大的辐射相应吗？
另外集中器的发射pp为12V，电表的发送pp为15V。所以电表更容易通过天线想外辐射。
如此的情况看来，我想做出3级滤波，并且放到一个15cm的板子上，再考虑到电感之间的耦合，是个很困难的事情。
问题1：结果电感之间的耦合问题：
问题2：结果天线效应。
问题3：问题还有很多。

2016-5-6 ：21时

今天就搞到这里吧。整理成最后的模板。

1.变压器插到集中器上供电，减小信号通过变压器向外辐射电磁场。
2.三级滤波形式。减小第一级串联电阻的组织，使滤波器上加载的电压变小，减小电感之间的耦合电压。
3.滤波电路最后一级的串联电阻电路，减小输出阻抗，进一步滤去信号。

2016-5-5 15:15

本帖最后由 joelxue_123 于 2016-5-5 15:27 编辑

maychang 发表于 2016-5-5 10:11
在一块电路板上要求衰减200db，没有金属盒屏蔽，几乎是不可能的事。

不要求衰减200db。能够衰减90db就可以了。现在还没有加金属壳。最后会加上铁壳。：：：即使加上金属壳，信号在金属壳的板子上还是无法衰减200db. 我感觉电感与电感之间的串扰是个主要原因。有没有办法把电感屏蔽起来。听别人说要用磁导率搞得铁锰材料。发现市场上不好找。铝箔无法挡住磁场的串扰，智能用于电场屏蔽。

2016-5-5 15:18

maychang 发表于 2016-5-5 10:05
200db，楼主还没有感性认识。
健康人耳从可闻(安静情况下刚好能够听到)到耳朵感觉痛楚，声音的强度变化大约 ...

恩......

2016-5-5 15:24

king5555 发表于 2016-5-4 22:53
首先200dB衰减必须多级及隔离，纯净的地盘面很重要，看您几根地线到处是共通阻抗，能衰落20dB就了不起了。 ...

1.只能坐在一个板子上，最有用铁盒子封闭起来。在有限的空间板子里，电感与电感存在串扰的问题。把相邻的电感靠近一点，发现信号衰减的更弱了。把电感拉远一点，发现信号衰减的好一点。

2.没有纯净的地平面。做的是电力线滤波，只有火线和零线。即使有地平面，地平面怎么和火线零线相接呢？

3.另外发现，用差分的对称结构比单端的滤波要好很多。还没明白原理。

2016-5-5 21:24

本帖最后由 joelxue_123 于 2016-5-5 21:32 编辑

maychang 发表于 2016-5-5 16:56
“另外发现，用差分的对称结构比单端的滤波要好很多”
那当然。

仿真的时候，另个衰减的DB数是差不多的。

file:///C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Tencent\Users\820570376\QQ\WinTemp\RichOle\9WPNDXE9%5VQ3Z1J7SQ{0V9.png

2016-5-5 21:35

本帖最后由 joelxue_123 于 2016-5-5 21:42 编辑

maychang 发表于 2016-5-5 16:54
不是滤波器整体加金属壳，是滤波器的每一节与前一节以及后一节之间加金属壳。
换句话说，应该是导电良好 ...

。

这种差分结构比单端的好。我用单端的做六个电感不如差分的六个电感的效果好。仿真上倒是差别不大。

今天更惨，我有铝箔把每一个电感包起来了，结果，发现信号串扰的更加严重了。我以为把电感包起来就可以防止磁场串扰了。发现包起来比以前更加严重了。我猜想是不是这样的
1：包在外面的铝箔感应了电流，进一步加剧了磁场串扰。

2016-5-6 12:16

戈卫东发表于 2016-5-6 07:41
你的屏蔽铝箔本身就成了传导的载体。。。。。。

恩，我也感觉铝箔本事成为了电路的传导媒介了。放弃铝箔吧。这个做不了我的屏蔽材料。不知道有什么材质可以做屏蔽的。
1. 屏蔽磁场并且非导体的材料？导体容易感应电流，造成不可预测的行为？
2. 放弃屏蔽，直接做一级一级隔离，这个成本有点高。每一级加金属外壳，现在没这个便利的资源。

2016-5-6 12:18

戈卫东发表于 2016-5-6 07:43
要选择分布参数小的元件，或者元件已经考虑到了分布参数对输出的影响而采取了足够的对应措施
你这些电感电 ...

C:\Users\Administrator\Desktop\20160506_121139.jpg

2016-5-6 12:19

本帖最后由 joelxue_123 于 2016-5-6 12:22 编辑

戈卫东发表于 2016-5-6 07:43
要选择分布参数小的元件，或者元件已经考虑到了分布参数对输出的影响而采取了足够的对应措施
你这些电感电 ...

有道理.

这个是我的板子，现在做到面包板子上了。用信号发生器和示波器测试，输出5V，示波器显示15mv. 但是，我加两个这样的板子，示波器输出为2mv. 为什么我加两个这样的板子，衰减效果怎么不明显呢？

2016-5-6 12:49

本帖最后由 joelxue_123 于 2016-5-6 13:22 编辑

maychang 发表于 2016-5-5 16:54
不是滤波器整体加金属壳，是滤波器的每一节与前一节以及后一节之间加金属壳。
换句话说，应该是导电良好 ...

en

我以一节滤波电路为单位，分开用 30cm的导线连起来。结果还是还是无法滤掉信号(电表接受信号的灵敏度为90db)。

起初我以为把每一级的距离拉大以后，前级信号与后继信号没有干扰的话，滤波效果会变好。但是好像没有把2-12M的信号滤掉。

继续做了下面的尝试：

把这个电路里面的R59改成2欧姆，信号就被滤掉了。
我的想法：
1.将R59的电阻改小以后，2-12M信号的回路阻抗变小，电流增大，由于电表源端电阻的电压变大，所以直接加载到滤波器上的电压会变小，所以信号的幅值相应的变小。完结。

。。。。。。过来一个小时，我把R59的电阻再次改变成10欧姆的。信号有过去了，电表有开始通信了。于是我把6级电路增加大了9级滤波电路，信号居然还是完好无损的过去了。
一旦我把电阻变大以后，我如果我多加几级滤波电路都是没有办法了。于是，真的要把R59控制到5欧姆一下吗？？
我又开始想：
信号莫非已经不走电力线传播了吗？

2016-5-6 20:31

maychang 发表于 2016-5-6 15:20
200db，电压相差10个数量级。
你的洞洞板，孔的直径是1毫米不到。孔的直径增加到1米，是增加3个数量级。 ...

从电压的角度来看，从10V衰减到1mv 就是衰减到80db. OK. 我想要的就是这个结果。从集中器发出来的电压是10V，我现在的工作就是，把这个2-12Mhz的信号降到1mv以下。降到1mv以下，来阻止集中器和电表之间通信。虽说可以衰减200db.那个是理想的状态，即使真的衰减到200db，我也是没有仪器测试出来的。我的示波器分辨率1mv.

2016-5-7 13:36

xuplastic 发表于 2016-5-7 10:54
老实讲，看到你那个又长又乱的导线我就觉得成不了事

你那些大个的电容电感也不适用于MHz电路 ...

我的导线所以要长，是为了测试磁环之间串扰的问题。确实有点乱。。。

我的大电容和大电感是应为要用在电力线上的，功率要求是硬性的。

至于不适合用于MHZ的电路。我确实没有打算让它用于MHZ的电路，这个要考虑传输线的问题了，我不会。但是我用它来做滤波器可以的，把信号逐步的反射回去。最主要的是要破坏信号。对于这点，还是可以做到的。

低通滤波器，我该如何拯救你？？？

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