常见的EMC滤波网络设计方案解析
引言
poc（power over coaxial）同轴缆供电技术，利用同轴电缆整合视频传输与直流供电功能。该系统方案由前端poc摄像机、poc供电设备等组成，可以有效减少摄像头的布线长度，节省空间，减少施工人力成本。
poc供电
常规监控系统布线中，一般需要布置电源专线给摄像机、录像机供电，以及网络专线（rj45网线等）给网络摄像机、录像机传输图像信号（传输距离局限于100米），如图1。poc是一种新型网络监控的布线传输方案，支持用一根同轴电缆给多台前端设备供网供电，传输距离超过300米，如图2，但由此带来的供电线受信号干扰问题需要通过适当的emc滤波网络来解决。
图1
图2
poc滤波网络设计
目前常见的emc滤波网络方案有2阶或3阶方案，目的是构建一个足够带宽的阻抗网络，用以滤除从数mhz到ghz范围内的视频噪音。如图3，当使用poc时，在电缆两端的poc电感器充当同轴电缆的分流元件。要想使向前通道信号和反向通道信号尽量不受影响，poc电路中就需要在带宽内阻抗很高的电感。
图3
在dc线路，ir导致的压降要足够小来保证电源效率，因此电感和线缆需要有较低的dcr。另外为了传输更高的功率和保持高效率，一般需要采用更高的传输电压。当然，在采用更高的传输电压时，ac耦合电容必须有合适的额定电压来匹配高压系统（如图4）
图4
这就对电感提出了以下几方面要求：
电感的阻抗必须足够大，才能有效的避免影响高速信号。
电感必须有足够的带宽来支持信号操作频率。
必须有足够高的饱和电流来支持全负载时通过的电流。
其他由于压降导致在电感上产生的噪音或干扰要足够小以降低对ac信号的影响。
对应的电感参数解释如下图5：
图5
■ l（电感量）：电感器必须在视频信号的频率范围内提供高阻抗，才能有效的支持交流信号。
■isat（饱和电流）当电流更大时，电感值会显著下降，需要有很高的饱和电流，才能支持电路的负载直流电流。
■rl（dcr直流电阻）为了不影响dcr （ u=ir ）下降及能量的能量分布，应该选择较低的直流电阻。srf（自谐频率） srf必须要足够高，才可以支持电路的工作频率。如果srf超过了工作频率，电感器的阻抗变大，电感就起到电容的作用了。
在现实中，为了覆盖反向通道频率和前信道频率，很难找到一个具有非常宽的带宽的电感器，若通过不同值和不同srf的级联多重电感，就能构造出宽的带宽poc电感。这样它们就能支持全负荷电流，且能够保持电感值来达到高阻抗（图6）。
图6
poc滤波网络设计模拟
顺络电子可以提供不同尺寸和特性的电感来满足poc滤波网络的需求，我们通过不同的解决方案模拟来看看实际的效果。
1）2阶方案-小尺寸
图片来自顺络
此方案中，对于1mhz~3ghz范围内的噪音抑制都在-22db以上，最大抑制频率大约在100mhz，接近-40db。
2）3阶方案a—工业品
图片来自顺络
图片来自顺络
此方案中，对于1mhz~3ghz范围内的噪音抑制都在-33db以上，最大抑制频率大约在1000mhz，接近-45db。
3）3阶方案b—车载品
图片来自顺络
图片来自顺络
此方案中，对于1mhz~3ghz范围内的噪音抑制都在-31db以上，最大抑制频率大约在30mhz，接近-45db。
4）3阶方案c—小尺寸
图片来自顺络
图片来自顺络
在频率为8mhz-2ghz的范围内，阻抗均大于1.8 kohm。
总结
1）整体三级滤波更好（二级滤波在100mhz~500mhz的滤波效果比三级滤波略好）
2）2阶方案和三级方案c是小尺寸物料推荐，适用于电流较小，空间有限中应用。
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图1
图2
poc滤波网络设计
目前常见的emc滤波网络方案有2阶或3阶方案，目的是构建一个足够带宽的阻抗网络，用以滤除从数mhz到ghz范围内的视频噪音。如图3，当使用poc时，在电缆两端的poc电感器充当同轴电缆的分流元件。要想使向前通道信号和反向通道信号尽量不受影响，poc电路中就需要在带宽内阻抗很高的电感。
图3
在dc线路，ir导致的压降要足够小来保证电源效率，因此电感和线缆需要有较低的dcr。另外为了传输更高的功率和保持高效率，一般需要采用更高的传输电压。当然，在采用更高的传输电压时，ac耦合电容必须有合适的额定电压来匹配高压系统（如图4）
图4
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必须有足够高的饱和电流来支持全负载时通过的电流。
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对应的电感参数解释如下图5：
图5
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■isat（饱和电流）当电流更大时，电感值会显著下降，需要有很高的饱和电流，才能支持电路的负载直流电流。
■rl（dcr直流电阻）为了不影响dcr （ u=ir ）下降及能量的能量分布，应该选择较低的直流电阻。srf（自谐频率） srf必须要足够高，才可以支持电路的工作频率。如果srf超过了工作频率，电感器的阻抗变大，电感就起到电容的作用了。
在现实中，为了覆盖反向通道频率和前信道频率，很难找到一个具有非常宽的带宽的电感器，若通过不同值和不同srf的级联多重电感，就能构造出宽的带宽poc电感。这样它们就能支持全负荷电流，且能够保持电感值来达到高阻抗（图6）。
图6
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1）2阶方案-小尺寸
图片来自顺络
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2）3阶方案a—工业品
图片来自顺络
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3）3阶方案b—车载品
图片来自顺络
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此方案中，对于1mhz~3ghz范围内的噪音抑制都在-31db以上，最大抑制频率大约在30mhz，接近-45db。
4）3阶方案c—小尺寸
图片来自顺络
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在频率为8mhz-2ghz的范围内，阻抗均大于1.8 kohm。
总结
1）整体三级滤波更好（二级滤波在100mhz~500mhz的滤波效果比三级滤波略好）
2）2阶方案和三级方案c是小尺寸物料推荐，适用于电流较小，空间有限中应用。
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