幅值 52.5dBuV 55dBuV 58dBuV

　　超标值 2.5dBuV 5dBuV 8dBuV

　　对该型号电子计价秤进行分析，设备硬件基于8951 单片机控制，对该设备的数字电路分析可以发现，单片机的振荡频率由一个12M的晶振提供，该晶振极有可能是引起EMI 噪声超标的主要原因。因为该电子计价秤的EMI 噪声超标点以晶振频率12MHz 的倍频为主，故应针对12MHz 及其倍频设计EMI 噪声滤波器，在相应频带内抑制EMI 噪声。二、EMI 噪声诊断与分析根据表1 所示的EMI 噪声超标数据来看，需要抑制12MHz、18MHz 和24MHz 频点处传导EMI噪声，传导EMI 噪声分为共模噪声和差模噪声，不同模态噪声有不同的产生机理和抑制方法，必须知道具体模态噪声大小才能进行噪声抑制设计，而表1 的结果通过LISN （Line Impedance StabilizirgNetwork） 测量得到，只能给出总噪声而无法给出不同模态噪声的具体信息，因此必须对传导EMI噪声进行分离。共模、差模干扰噪声与火线、中线噪声的关系可以用式（1）表示。UCM=(UL+UN)/2，UDM=(UL- UN)/2 （1）使用文献[2]提出的噪声分离网络实现式（1）中传导EMI 噪声分离，记录传导噪声超标点的分离结果如表2 所示，由传导噪声分离结果可知，该噪声以共模噪声为主，应当设计共模滤波器抑制传导噪声。表2 电子计价秤传导EMI 噪声分离结果噪声模态 12MHz 18MHz 24MHz

　　共模噪声 50dBuV 52dBuV 56dBuV

　　差模噪声 35dBuV 40dBuV 42dBuV

　　三、共模EMI 滤波器优化设计EMI 滤波器是抑制传导EMI 噪声的有效方法，EMI 滤波器根据端口阻抗最大不匹配原则设计，包括差模滤波器和共模滤波器，根据上文的噪声分析可知，本文研究的电子计价秤噪声以共模噪声为主，因此只需要设计共模滤波器。EMI 滤波器的负载阻抗为LISN 阻抗， 对于共模而言其阻抗为25Ω，输入阻抗则视被测设备的阻抗而定，可以通过电流探头和矢量网络分析仪的方法[3]，对被测设备内阻抗进行测量，共模滤波器的端口阻抗如图1（a） 所示。典型的共模滤波结构如图1 （b） 所示，主要包括共模扼流圈LCM 和共模滤波电容CY，由于寄生参数的存在，共模扼流圈等效为理想电感并联寄生电容，共模滤波电容则等效为一个理想电容串联寄生电感，典型的EMI 滤波器很难实现理想的滤波效果。为此，必须从减小寄生参数的角度对共模EMI 滤波器进行优化。

　　共模滤波电容的优化结构如图2 （a） 所示，将CY 用n 个并联且容量均为CY/n 的小电容代替，若CY 寄生电感为ESL，则每个小电容的寄生电感为ESL/n，寄生电感之间并联，等效总寄生电感为ESL/n2，大大减小了滤波器电容引起的寄生电感。同时，出于对尺寸、重量、经济性以及高频寄生参数的考虑，共模扼流圈的电感值不宜过大，因此需加入辅助电感来补偿共模扼流圈的抑制效果。根据共模噪声传输路径，在设备的火线、中线和地线上分别加上相同大小的电感LCML、LCMN 和LCME，结构如图2 （b） 所示，共模回路中的总电感可以用公式（2） 表示，回路总电感增大，辅助电感配合共模扼流圈Lchoke 进一步对共模噪声进行抑制。LCMtotal=Lchoke+LCML/LCMN+LCME （2）

　　四、抑制结果与分析由于传导和辐射EMI 噪声均以共模干扰噪声为主，因此针对12MHz、18MHz 和24MHz 频点设计共模滤波器抑制传导噪声，设计EMI 滤波器设计结果如图3 所示。

　　将本文优化设计的EMI 滤波器插入电源线输入端与电子计价秤之间，进行传导标准检测，噪声抑制效果明显，表3 数据显示在原有超标点12MHz、18MHz 和24MHz 处，对应平均值电压分别降至22dBuV、20dBuV 和35dBuV，减小30.5dBuV、35dBuV 和23dBuV，降幅达到58.1%、63.6%和39.7%，经过本文优化设计的EMI 滤波器滤波后，电子计价秤的传导EMI 噪声达标，且具有充足的裕量。表3 EMI 噪声整改结果频率 12MHz 18MHz 24MHz

　　幅值 22dBuV 20dBuV 35dBuV

　　裕量 28dBuV 30dBuV 15dBuV