EMC设计

无源EMI滤波器频率响应计算器

用复数ABCD矩阵计算C、L、LC、π、T及2–5元件低通梯形网络的端接电压插入损耗、传输和端口阻抗。

FORMULAv1.2.0
INPUT PARAMETERS

输入滤波器拓扑与端接条件

源/负载电阻和全部寄生参数均须由用户输入;不提供无来源默认值。

FILTER DESIGN A方案 A

L1 串联电感

C1 并联电容

曲线扫频范围显示设置,不改变当前频点计算
CALCULATION RESULT

计算结果

本地计算

输入参数后点击计算,结果和模型假设会显示在这里。

FORMULA & TRACEABILITY

公式依据与适用条件

计算公式、变量含义和模型边界公开展示;参考资料最近核验于 2026-08-30.

4 个公式 · 4 项来源
CORE EQUATIONS

核心计算公式

直接参与主要结果计算,是本工具的核心模型。

2 个
F01

串联与并联元件的ABCD链参数

M_series=[1 Z; 0 1], M_shunt=[1 0; Y 1], M_total=ΠM_k

把元件按从源端到负载端的实际顺序相乘,以一个复数二端口描述完整滤波网络;通用低通梯形仅允许交替的串联L与并联C。

Z
串联元件复阻抗Ω
Y
并联元件复导纳S
M_total
滤波网络总ABCD矩阵
适用条件
  • 线性时不变、小信号正弦稳态
  • 采用集中参数模型,元件顺序不得交换
  • 通用低通梯形限2–5个元件,且只支持交替的串联电感与并联电容
F02

含源阻抗与负载阻抗的电压传输

H=V_L/V_S=1/(A+B/Z_L+Z_S·C+Z_S·D/Z_L)

由ABCD参数、源电阻和负载电阻直接计算实际端接条件下的复数电压传输。

Z_S
源电阻Ω
Z_L
负载电阻Ω
H
负载电压与戴维南源电压之比1
适用条件
  • 源与负载在当前版本中均为纯电阻
  • 电压和相位采用同一正弦稳态相量口径
DERIVED & CONVERSION

派生与换算公式

由核心量进一步推导单位、电平或辅助工程量。

1 个
F03

相对无滤波基准的端接电压插入损耗

IL=20log₁₀(|H_0|/|H|), |H_0|=R_L/(R_S+R_L)

比较同一源电阻和负载电阻下,插入滤波器前后的负载电压;正值表示衰减,负值表示电压峰化。该量不是脱离端接条件的功率插入损耗或厂家S21。

IL
插入损耗dB
H_0
无滤波时的电压传输基准1
H
插入滤波器后的电压传输1
适用条件
  • 插入前后源与负载保持不变
  • 这是电压比定义;不能脱离端接条件解释
BOUNDARIES & RULES

边界与规则公式

用于检查模型适用范围、测量条件或法规规则。

1 个
F04

电容与电感一阶寄生模型

Z_C=ESR+j(ωESL−1/ωC), Z_L=(DCR+jωL) ∥ 1/(jωC_p)

纳入电容的ESR/ESL和电感的DCR/并联寄生电容,以显示首个自谐振对滤波响应的影响。

C_p
电感等效并联寄生电容F
DCR
电感绕组直流电阻Ω
ESR / ESL
电容等效串联电阻/电感Ω / H
适用条件
  • 参数在扫频内视为常数
  • 只覆盖首个自谐振的一阶集中参数近似
REFERENCES

参考文献

01Keysight Technologies · Application Note 5992-2693S-Parameters and Two-port Measurements官方应用资料 · 说明二端口网络的矩阵表示以及T/ABCD链参数在网络分析中的位置。
02Murata Manufacturing · EMC know-how, Chapter 6Guidelines for EMI Suppression: EMI suppression filters官方技术资料 · 指出实际噪声抑制效果取决于周围电路阻抗,不能把50 Ω插损直接套用于任意端接。
03Murata Manufacturing · Noise Suppression Filter GuideBasics of Noise Countermeasures, Lesson 7: LC Compound-type EMI Filters2012 · 说明LC、π型与T型组合以及按输入/输出阻抗选择滤波结构的原则。
04Coilcraft · Inductor application noteMeasuring Self Resonant Frequency官方技术资料 · 说明实际电感的寄生电阻、电容及首个自谐振可用L与自电容的并联组合建模。
工程使用说明

结果基于页面列出的模型与假设,用于设计阶段估算和预认证风险判断。复杂结构、材料频散、近场耦合及测试布置可能造成显著偏差。

FAQ

常见问题

EMI 滤波器的插入损耗怎么估算?

理想 50 Ω 系统中单级 LC 滤波器 IL = 20·lg|1 − ω²·L·C|(截止频率以上按 40 dB/十倍频上升)。实际插损耗需计入源阻抗与负载阻抗。

为什么滤波器实测插损比规格书差很多?

规格书通常基于 50/50 Ω 测试。真实工况中源阻抗(如低阻抗电源)和负载阻抗偏离 50 Ω 时,单级滤波器插损可能显著劣化甚至失效,差几十 dB 都常见。

共模和差模滤波要分开设计吗?

要。共模噪声用共模电感加 Y 电容抑制,差模噪声用 X 电容加差模电感抑制。传导骚扰整改应先用电流探头/分离网络分清共模差模占比,再对症设计。

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