機內通話器電源濾波電路的合理設計

刁文利

（陜西烽火電子股份有限公司內話事業部研究所，陜西 西安 710075）

1 概述

我國CA313直升機配置的機通，是在國外某型機通的基礎上改進設計的，通過了適航要求的各項試驗。民用航空設備的試驗應力高于軍用載機設備，在進行“音頻傳導敏感性-電源輸入（閉路試驗）”這項電磁兼容試驗時，機通耳機中有較大的干擾噪聲，通過理論分析改進了電源濾波電路設計，順利通過了此項試驗。

2 試驗過程及電路分析

2.1 音頻傳導敏感性-電源輸入試驗的電路及要求

試驗目的是考核裝機設備能否耐受通常預期幅值的頻率分量和在此環境應力下機通的工作狀態（通話）是否正常。試驗電路連接圖見圖1。

圖1 音頻傳導敏感性試驗電路圖

圖2 直流電氣系統中脈動頻率特性

圖1中V監視干擾信號的有效值幅值。圖2是向機通的工作電源施加要求的頻率和交流干擾電壓信號的電路圖，干擾信號頻率范圍是200Hz～15KHz，信號源掃描步進是30個頻率點/10倍頻。

2.2 試驗要求

2.2.1 在干擾環境應力下，用耳機話筒組監聽，應通話不中斷、干擾聲不能影響通話效果。

2.2.2 用電壓表分別測試1、2號位耳機+、-輸出端的干擾信號（有效幅值），應≤6.5mV。

圖3 機內通話器器系統連接圖

注：人耳一般在耳機輸出3mV以上即可感受到噪聲，超過8mV為敏感噪聲干擾。

2.3 試驗情況和電路分析

在試驗中，給機通加電用耳機話筒組在1、2號位監聽，有較大的噪聲。用電壓表測試1、2號位的耳機+、-輸出端的交流干擾信號均為23mV。

由于試驗干擾應力是施加在機通的工作電源上，說明機通內部的電源濾波效果不理想，未能有效的濾除干擾雜波。機通電源濾波電路見圖4：

圖4 機內通話器電源濾波電路

機通接口有28V-1、28V-2兩路電源，是外部供電系統提供的，通過機通內部的阻流圈及電容組成的濾波電路抑制低頻干擾雜波。以400Hz交流干擾信號為例，進行試驗、分析。

圖4中L1、C1及L2、C2組成諧振回路，L3、C3及L4、C4組成濾波網絡，其中 C3=C4=400uF起主要的濾波作用，其容抗值為1Ω，實測A和B點的噪聲幅值（有效值）均為50mV，所以i3=i4=50mA。L1、C1及 L2、C2為對稱電路設計，并且L1=L2=0.08H，C1=C2。L1、C1對交流噪聲諧振時，i1=i2兩諧振回路的直流電阻為0.1Ω。對于100mV的交流噪聲，i1=i2=0.1A。注入a點的電流為ia=i1=i2=i3=i4=0.4A。設c點與a點間地線阻抗為0.05Ω，ia使c點地電位比a點的電位高出20mV。此值與機殼地b點為參考點，在音頻地c點測出的交流噪聲幅值也是20mV。由于兩個諧振回路的存在，使地線上交流噪聲增大。

通過以上分析，兩個諧振電路是造成電源濾波效果差的主要原因，將C1、C2電容對地斷開，經測試音頻地a與機殼地之間的交流噪聲變為0.4mV，干擾幅值大大降低。

將設計電路改進后，重新進行“音頻傳導敏感性-電源輸入”試驗，從耳機中監聽噪聲不敏感，測試耳機輸出端的噪聲電壓為4.1mV，順利通過了試驗。機通交付用戶后裝機試飛未反映噪聲干擾問題。

3 電源濾波電路效果的鑒別方法

機通的工作電流一般小于1.5A，為弱電、低頻工作設備，且接口交聯設備多，在復雜的電磁兼容環境中易敏感、易被干擾，尤其是電源。將電源凈化后再給機通的放大電路供電，是最有效、最直接的抑制干擾的方法。但是如何設計電源濾波電路，選擇阻流圈，是濾波電路設計的關鍵問題，可通過以下試驗確定電路設計是否合理，阻流圈是否有效。測試電路見圖5。

圖5 阻流圈電路測試圖

圖5中F、D端接信號發生器，輸出交流干擾信號，有效值為1.5V、頻率見表1，C是隔直電容；E、D端是給機通供電的直流電源，輸出工作電流2A，L是保護電感，還起隔斷交流信號的作用；L1是測試件與C1組成濾波電路，RP1是負載，調節阻抗使電路電流為2A，電壓表監測通過濾波電路后負載兩端的交流信號幅值（干擾信號）。不同型號的阻流圈測試記錄見表1.

表1 測試記錄??????????????mV????? ZL500 ZL400 DX150 DX-2L101-2A CL280 300Hz 120 75 360 310 180 400Hz 100 68 300 280 150 600 Hz 42 28 300 360 56 800 Hz 25 17 220 300 34 1k Hz 19 13 170 250 23 1.5 Hz 10 7.5 100 160 13

通過以上試驗可有效選擇濾波效果好的阻流圈器件，該器件是電源濾波電路的關鍵器件，選擇好可縮短產品研制周期，降低試驗費用，節省產品研制成本。

結語

通過改進電源濾波電路，產品完成了電磁兼容試驗，裝機后產品能適應復雜的電磁兼容環境，說明有效的電源濾波電路能提高機通自身的抗干擾能力。使用合理的電源濾波電路，選擇濾波阻流圈是關鍵，這對提升產品的電磁兼容適應性很重要。

[1]RTCA DO-160F機載設備環境條件和試驗方法[S]美國航空無線電委員會項目管理委員會批準，2007年12月頒布實施.