机内通话器电源滤波电路的合理设计

刁文利

（陕西烽火电子股份有限公司内话事业部研究所，陕西 西安 710075）

1 概述

我国CA313直升机配置的机通，是在国外某型机通的基础上改进设计的，通过了适航要求的各项试验。民用航空设备的试验应力高于军用载机设备，在进行“音频传导敏感性-电源输入（闭路试验）”这项电磁兼容试验时，机通耳机中有较大的干扰噪声，通过理论分析改进了电源滤波电路设计，顺利通过了此项试验。

2 试验过程及电路分析

2.1 音频传导敏感性-电源输入试验的电路及要求

试验目的是考核装机设备能否耐受通常预期幅值的频率分量和在此环境应力下机通的工作状态（通话）是否正常。试验电路连接图见图1。

图1 音频传导敏感性试验电路图

图2 直流电气系统中脉动频率特性

图1中V监视干扰信号的有效值幅值。图2是向机通的工作电源施加要求的频率和交流干扰电压信号的电路图，干扰信号频率范围是200Hz～15KHz，信号源扫描步进是30个频率点/10倍频。

2.2 试验要求

2.2.1 在干扰环境应力下，用耳机话筒组监听，应通话不中断、干扰声不能影响通话效果。

2.2.2 用电压表分别测试1、2号位耳机+、-输出端的干扰信号（有效幅值），应≤6.5mV。

图3 机内通话器器系统连接图

注：人耳一般在耳机输出3mV以上即可感受到噪声，超过8mV为敏感噪声干扰。

2.3 试验情况和电路分析

在试验中，给机通加电用耳机话筒组在1、2号位监听，有较大的噪声。用电压表测试1、2号位的耳机+、-输出端的交流干扰信号均为23mV。

由于试验干扰应力是施加在机通的工作电源上，说明机通内部的电源滤波效果不理想，未能有效的滤除干扰杂波。机通电源滤波电路见图4：

图4 机内通话器电源滤波电路

机通接口有28V-1、28V-2两路电源，是外部供电系统提供的，通过机通内部的阻流圈及电容组成的滤波电路抑制低频干扰杂波。以400Hz交流干扰信号为例，进行试验、分析。

图4中L1、C1及L2、C2组成谐振回路，L3、C3及L4、C4组成滤波网络，其中 C3=C4=400uF起主要的滤波作用，其容抗值为1Ω，实测A和B点的噪声幅值（有效值）均为50mV，所以i3=i4=50mA。L1、C1及 L2、C2为对称电路设计，并且L1=L2=0.08H，C1=C2。L1、C1对交流噪声谐振时，i1=i2两谐振回路的直流电阻为0.1Ω。对于100mV的交流噪声，i1=i2=0.1A。注入a点的电流为ia=i1=i2=i3=i4=0.4A。设c点与a点间地线阻抗为0.05Ω，ia使c点地电位比a点的电位高出20mV。此值与机壳地b点为参考点，在音频地c点测出的交流噪声幅值也是20mV。由于两个谐振回路的存在，使地线上交流噪声增大。

通过以上分析，两个谐振电路是造成电源滤波效果差的主要原因，将C1、C2电容对地断开，经测试音频地a与机壳地之间的交流噪声变为0.4mV，干扰幅值大大降低。

将设计电路改进后，重新进行“音频传导敏感性-电源输入”试验，从耳机中监听噪声不敏感，测试耳机输出端的噪声电压为4.1mV，顺利通过了试验。机通交付用户后装机试飞未反映噪声干扰问题。

3 电源滤波电路效果的鉴别方法

机通的工作电流一般小于1.5A，为弱电、低频工作设备，且接口交联设备多，在复杂的电磁兼容环境中易敏感、易被干扰，尤其是电源。将电源净化后再给机通的放大电路供电，是最有效、最直接的抑制干扰的方法。但是如何设计电源滤波电路，选择阻流圈，是滤波电路设计的关键问题，可通过以下试验确定电路设计是否合理，阻流圈是否有效。测试电路见图5。

图5 阻流圈电路测试图

图5中F、D端接信号发生器，输出交流干扰信号，有效值为1.5V、频率见表1，C是隔直电容；E、D端是给机通供电的直流电源，输出工作电流2A，L是保护电感，还起隔断交流信号的作用；L1是测试件与C1组成滤波电路，RP1是负载，调节阻抗使电路电流为2A，电压表监测通过滤波电路后负载两端的交流信号幅值（干扰信号）。不同型号的阻流圈测试记录见表1.

表1 测试记录??????????????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

通过以上试验可有效选择滤波效果好的阻流圈器件，该器件是电源滤波电路的关键器件，选择好可缩短产品研制周期，降低试验费用，节省产品研制成本。

结语

通过改进电源滤波电路，产品完成了电磁兼容试验，装机后产品能适应复杂的电磁兼容环境，说明有效的电源滤波电路能提高机通自身的抗干扰能力。使用合理的电源滤波电路，选择滤波阻流圈是关键，这对提升产品的电磁兼容适应性很重要。

[1]RTCA DO-160F机载设备环境条件和试验方法[S]美国航空无线电委员会项目管理委员会批准，2007年12月颁布实施.