2 E MI滤波器的设计与实现
为了提高检测装置的信噪比，必须设计合理的EMI滤波器，消除或减小发电机共模干扰对检测装置的影响。
2．1 EMI滤波器的基本结构和原理
在EMI抑制中，低通滤波器使用得最多。滤波电路通常采用由电感、电容构成的无源滤波器的形式。电容与电感的连接方式不同决定滤波器的Q值和衰减量。噪声滤波器不仅要考虑其基本结构，还要考虑其所连网络两端的阻抗大小，并根据源阻抗及负载阻抗的不同，依照阻抗最大失配原则来选择正确的接法，两者阻抗差别越大，滤波器的滤波效果也就越好。电路结构的选择原则规律是"电容对高阻、电感对低阻"，如表1。
本系统对应的是低源阻抗、高负载阻抗，采用先串电感后并电容的反r型滤波电路。为了在阻带内获得最大衰减，滤波器输入端阻抗需与之连接的噪声源阻抗相反，即对中频发电机产生的低阻抗噪声源，滤波器需呈现高阻抗(大的串联电感)。在检测装置所关注的低频噪声频段，要增加滤波器对较低频率干扰的衰减，需要大的滤波电感和电容。
由于共模干扰和差模干扰具有不同的干扰特点，噪声滤波器设计需要采用不同的结构来对噪声干扰进行抑制。中频发电机产生的噪声以共模干扰为主，共模干扰滤波电路是在电源线的输入上均串入共模电感，即共模扼流圈。共模扼流圈是以铁氧体(或更高导磁率的超微晶磁材)为磁芯的共模干扰抑制器件，它由两个匝数相同并对称地绕制在同一个环形磁芯上的线圈构成，如图5所示，形成一个四端器件，要对于共模信号呈现出的大电感具有抑制作用，而对于差模信号呈现出的很小的漏电感几乎不起作用。
共模扼流圈的原理是流过共模电流时磁环中的磁通方向相同(磁通方向根据文献[4]判别)，因而相互叠加(φ1+φ2)，从而具有相当大的电感量，对共模电流起到抑制作用(图5(a))，而当两线圈流过差模电流时，磁环中的磁通方向相反，因而相互抵消(φ1-φ2)，几乎没有电感量，所以差模电流可以无衰减地通过(图5(b))。因此共模电感在平衡线路中能有效地抑制共模干扰信号，而对线路正常传输的差模信号无影响。对于中频发电机输出来说，任何时候电源线之间的电流都是大小相等，方向相反的(图5(b))，磁芯中的磁通相互抵消，线圈不呈现阻抗，避免了检测装置发射机高压供电工作时因为滤波器的引入而在电源端产生附加的压降。由此分析得出，在中频发电机供电输出端接入共模扼流圈，能够抑制电源线上供电回路的共模干扰，而对供电电流不起任何阻碍作用，可以无损耗地传输。
共模电感在制作时应满足以下要求：a．绕制在线圈磁芯上的导线要相互绝缘，以保证在高压供电时线圈的匝间不发生击穿短路。b．线圈中的磁芯应与线圈绝缘，以防止在瞬时过电压作用下两者之间发生击穿。c．线圈应尽可能单层绕制，以减小线圈的寄生电容。
2．2 EMI滤波器的电路设计
为减小体积和重量，中频发电机滤波电路采用单级LC EMI滤波器，电路如图6所示。
对于抑制低频噪声，理论上发电机滤波器的电感和电容的参数选得越大，滤波效果越好。但在实际应用中，容量大的电容一般寄生电感也大，自谐振频率低，对高频噪声的去耦效果差，而电感值越大，电感的体积也越大，所以在设计时应权衡各种因素的影响，确定合适的参数。由于检测装置中本身带有几百mF的电容，因此在本系统中，仅在电容前增加一个共模扼流圈(约几十mH，取决于要滤除的干扰的频率，频率越低，需要的电感量越大)，它与检测装置原有的电容一起构成了反T型滤波电路。滤波电路参数选定后，必须验证参数选取得是否合适，以保证发电机噪声滤波器的自谐振频率远小于所要滤除的噪声频率，否则发电机噪声滤波器不仅不能够起到抑制噪声干扰的作用，而且很有可能会放大噪声干扰。在EMI滤波器的设计中，起初考虑到除了要抑制中频发电机产生的共模干扰外，还应有抑制差模干扰的能力，但经过相关的实验证明，差模滤波器的使用，并未在需要的频段上增加滤波效果，因此最终仅采用了共模滤波器抑制发电机干扰。
