Mit welchen Rauschquellen können EMI-Filter umgehen?

Mit der rasanten Entwicklung moderner Wissenschaft und Technologie werden Elektronik, Leistungselektronik und elektrische Geräte immer häufiger eingesetzt. Die hochdichten, breitbandigen elektromagnetischen Signale, die sie während des Betriebs erzeugen, füllen den gesamten Raum und bilden eine komplexe elektromagnetische Umgebung.
Die Stromversorgung elektronischer Geräte, wie z. B. ein 220-V/50-Hz-Wechselstromnetz oder ein 115-V/400-Hz-Wechselstromgenerator, weist verschiedene EMI-Störungen auf. Unter diesen verursachen künstliche EMI-Störquellen, wie z. B. Funkübertragungssignale verschiedener Radar-, Navigations-, Kommunikations- und anderer Geräte, elektromagnetische Störsignale auf der Stromleitung und dem Verbindungskabel elektronischer Geräte. Elektrische rotierende Maschinen und Zündsysteme erzeugen Übergangsprozesse und Strahlungsrauschstörungen im induktiven Lastkreis; es gibt auch natürliche Störquellen, wie z. B. Blitzentladungsphänomene und kosmisches Störrauschen. Ersteres hat eine kurze Dauer, aber eine hohe Energie, und letzteres hat einen breiten Frequenzbereich. Darüber hinaus erzeugen elektronische Schaltungskomponenten selbst beim Betrieb auch thermisches Rauschen.
Diese elektromagnetischen Störgeräusche beeinträchtigen durch Strahlung und Leitungskopplung den normalen Betrieb verschiedener elektronischer Geräte, die in dieser Umgebung betrieben werden.
Andererseits erzeugen elektronische Geräte während des Betriebs auch verschiedene elektromagnetische Störgeräusche. Beispielsweise verwenden digitale Schaltkreise Impulssignale (Rechteckwellen), um logische Beziehungen darzustellen. Die Analyse ihrer Impulswellenformen zeigt, dass ihr harmonischer Spektrumbereich sehr groß ist. Darüber hinaus gibt es in digitalen Schaltkreisen Impulsfolgen mit mehreren Wiederholungsfrequenzen. Diese Impulsfolgen enthalten reichere Harmonische, breitere Spektren und komplexere elektromagnetische Störgeräusche.
Verschiedene Arten von geregelten Stromversorgungen sind ebenfalls eine Quelle elektromagnetischer Störungen. In linear geregelten Stromversorgungen können durch Gleichrichtung gebildete unidirektionale pulsierende Ströme ebenfalls elektromagnetische Störungen verursachen; Schaltnetzteile haben die Vorteile einer geringen Größe und hohen Effizienz und werden in modernen elektronischen Geräten immer häufiger eingesetzt. Da sie sich jedoch während der Leistungsumwandlung in einem Schaltzustand befinden, sind sie selbst eine sehr starke Quelle für EMI-Rauschen. Das von ihnen erzeugte EMI-Rauschen hat sowohl einen breiten Frequenzbereich als auch eine hohe Intensität. Diese elektromagnetischen Interferenzen belasten auch die elektromagnetische Umgebung durch Strahlung und Leitung und beeinträchtigen so den normalen Betrieb anderer elektronischer Geräte.
Wenn bei elektronischen Geräten EMI-Rauschen analoge Schaltkreise beeinträchtigen, verschlechtert sich das Signal-Rausch-Verhältnis der Signalübertragung. In schweren Fällen wird das zu übertragende Signal durch EMI-Rauschen überdeckt und kann nicht verarbeitet werden. Wenn EMI-Rauschen digitale Schaltkreise beeinträchtigen, verursacht es Fehler in logischen Beziehungen und führt zu falschen Ergebnissen.
Bei Stromversorgungsgeräten gibt es neben der Stromumwandlungsschaltung auch Antriebsschaltungen, Steuerschaltungen, Schutzschaltungen, Eingangs- und Ausgangspegelerkennungsschaltungen usw. Die Schaltungen sind recht komplex. Diese Schaltungen bestehen hauptsächlich aus allgemeinen oder speziellen integrierten Schaltungen. Wenn sie aufgrund elektromagnetischer Störungen nicht richtig funktionieren, funktioniert die Stromversorgung nicht mehr und die elektronischen Geräte funktionieren nicht mehr richtig. Der Einsatz von Stromnetz-Rauschfiltern kann Störungen der Stromversorgung aufgrund externer elektromagnetischer Störungen wirksam verhindern.