首先,让我们一起看看世界上的各式各样的过滤器:空气过滤器,水过滤器,油过滤器还有真空吸尘器。许多词典都有这样解释过滤器:通过一定的方法将流动的液体或气体中的固体分离出来。如果说我们把电力线噪音比作“固体”,把电力线中的电流比作“流动的液体或气体”,那么我们就很好理解我们所用到的滤波器。
让我们作一个比喻,现在人们常说的汽车尾气。国家规定汽车尾气一定要达到欧洲排放二的标准,如果达不到这个标准将会污染空气。当你每年去验车的时候,汽车尾气是一个必须达标的项目。其实汽车发动机直接放出的气体肯定是不会达标的,所以每部车都会有一个过滤器来过滤从发动机排出的气体,它的主要工作是阻挡有害化学气体或固体进入空气。
接下来让我们一起看看图一所示的画面。图中,我们把电子镇流器的节能灯比作一个噪音源,假如没有图中所示的 X10 滤波器,那么它所带来的噪音会传向整个房子的电力线 系统带来很多的问题。当然噪音传遍整个房子的情况并不多见,可是我就遇到一次。
图中的插入式滤波器是 5A 的。它模块化的设计就好像汽车尾气过滤器一样。天津瑞朗电子相应产品的型号为 F2M 或 F5C (当然许多国外产品代理商也卖 X10 或 LEVITON 的 220V 滤波器,可价格要比国产的贵 310 倍)。还有一个容易误解的问题是滤波器“降低”了噪音。“降低”这种观点是不正确的。准确地说是“阻断”了噪音。当然,这对于你来说看上去没啥不一样的区别,但对于“噪音”来说区别很大!你看,噪音在滤波器输入端并没有减小,如果我们用示波器看,滤波器就像网一样挡住了噪音。
如果说你发现了噪音的来源,但是大于 5A ,不要紧,瑞朗电子还有 20A 的滤波器,它的型号是 Z20 ,它不是插座式的,而是直接连到线 ,它们都属于“串联”式滤波器,这就意味电流必须“流”过它们。 X10 产的滤波器阻断比是 40 : 1 ,天津瑞朗的滤波器阻断比可达 160 : 1 。这就是说噪音的强度如果达到了 4V ,那么通过滤波器后只有 25mV 的噪音了。这是多么完美的滤波器呀!家中几乎所有含有电力线噪音的电器用上它都不在话下。
不知道你有没有认真看过我上面的说的话,如果有的话,你也许会问滤波器会不会把信号也阻断?的确,滤波器的设计是为了阻断能够影响 X10 系统的频率的噪音。 80KHz 到 150KHz 之间的任何噪音或信号都会被滤波器阻断。这就从另一方面代表着你想让 X10 信号“通过”滤波器是不可能的!
如图二所示,如果我们把滤波器按图中的位置连接,那么噪音被阻断在左边的滤波器上,而 X10 信号被阻断在右边的滤波器上。在两个滤波器之间, X10 接收和发射都起到了作用。可是右边滤波器再往右走的电路里如果有 X10 的接收或发射装置,它们就不会与两个滤波器之间的 X10 系统取得联系。
实际上, X10 信号不能通过滤波器还有一个重要的用途。有些电器影响你的 X10 系统并不是因为产生了干扰信号,而是产生了一个“黑洞”吸收 X10 信号。这样的电器“电容性”非常大,比如电脑的开关电源或一些电视的开关电源。它们的内部也一个“滤波器”,它们“吸收”噪音,而不是“阻断”噪音。不幸的是,它们也吸收了 X10 信号。
在这种情况下,你可以用“阻断”式滤波器来保证 X10 信号足够强。如图三所示的接法, X10 信号就不会被负载吸收了。
下面我向你介绍另一种滤波器:分流式滤波器(简称分波器)。分波器就好像一个不大不小的筛子,它可以把它所需要大小的物质分离出来。分波器就好像我们上面谈到的电容性负载,它所表现的就像一个大电容。分波器是为 X10 系统模块设计的,它只吸收 120KHz 以上和以下的噪音(不吸收 120KHz )。
看到这你也许会问,如果说噪音在 120KHz 左右那用它有什么用?的确,它的价格要比阻波器贵许多,而且对于 120KHz 左右的噪音它的影响并不是很大。有些客户买回分波器当阻波器用,结果给我和公司打来电话说“我装了一个分波器但是为什么没有作用?”这时我问他噪音的振幅和频率是多少时,他们什么也不知道!
我并不是想让人误解分波器的用法。在许多时候它是很胜任的。有一次,我遇到了有几百个电子镇流器节能灯的场所想装 X10 系统,这些节能灯发出的噪音分布在 90KHz 以下,虽然不是 120KHz ,但几百个灯的噪音加起来还是影响了 X10 系统。这时,我让他们装了一个分波器,噪音从 500mV 降到了 20mV 。我想,这总比装几百个阻波器要好些吧!
阻波器总是有一个电流的限制( 5A , 20 , 30A ),分波器没有这样的限制,因为它是并联式的,没有大电流通过。分波器只有两根线:零线和火线。噪音能够最终靠分波器从火线流入零线或从零线流入火线。它的安装的步骤如图四所示。