电磁兼容课件第11讲

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1、第十一讲地回路干扰及其抑制措施龚建强西安电子科技大学2012年4月13号11.1地回路干扰接地公共阻抗产生的干扰两个不同的接地点之间存在一定的电位差，称为地电压。这是由于两接地点之间总有一定的阻抗，地电流流经接地公共阻抗，在其上产生了地电压，此地电压直接加到电路上形成共模干扰电压。如图1所示的接地回路，来自直流电源或者高频信号源的电流经接地面返回。由于接地面的公共阻抗非常小，所以在电路的性能设计时往往不予考虑。但是，对电磁骚扰而言，在回路中必须考虑接地面阻抗的存在。图1公共阻抗引起的骚扰图1中干扰回路和被干扰回路之间存在一个公共阻抗Zi，该公共阻抗上存在的电压为Ui＝Zi

2、I1＋ZiI2。对被干扰回路而言，ZiI1是电磁骚扰电压,而ZiI2是对负载电压降的分压，由于RL2>>

3、Zi

4、，因此，一般情况下ZiI2对负载电压降的影响可以忽略不计，仅考虑I1所引起的电磁骚扰电压对负载的作用。若不考虑被干扰回路的电流I2在接地公共阻抗Zi上的作用，即令U2＝0，则电路1中的电流I1在接地公共阻抗Zi上产生骚扰电压Ui，此电压降使被干扰回路的负载RL2受到骚扰，其骚扰电压为地回路干扰可见被干扰回路的负载RL2受到的骚扰是电路1骚扰源U1的函数。实例1：假设采用电缆槽作为接地面，将两个电路的地线均接到电缆槽上，接地点间的公共地阻抗Zi＝0.32Ω；电路1

5、发送定时脉冲，电压信号源幅度为5V，频率为100kHz；信号源的内阻为100Ω；负载阻抗为10Ω；被干扰回路的信号源内阻为100Ω；负载端是内含传感器的显示装置，阻抗为100Ω；显示器的灵敏度为1mV。求被干扰回路的负载(显示装置)上可能受到的干扰电压值。【解】根据公式(11-1)有地回路干扰(11-1)可见，干扰电压Un的值远远大于显示器的灵敏度1mV，因此显示器不能正常工作。此例表明，在电子电路的设计和布局中，必须给予公共地阻抗足够的重视。地电流与地电压的形成电子设备一般采用具有一定面积的金属板作为接地面，由于各种原因在接地面上总有接地电流通过，而金属接地板两点之间总

6、存在一定的阻抗，因而产生接地干扰电压。可见，接地电流的存在是产生接地干扰的根源。接地电流产生的原因主要有(1)导电耦合引起接地电流：用电设备中采用两点接地或多点接地时形成接地回路，接地电流将流过接地回路，如图2所示地回路干扰图2导电耦合的地电流回路(2)电容耦合形成接地电流：由于电路元件、器件、构件与接地面之间存在杂散电容(分布电容)，通过杂散电容可以形成接地回路，电路中的电流总会有部分电流泄漏到接地回路中，如图3所示。(3)电磁耦合形成感应电流：当电路中的线圈靠近设备壳体时，壳体相当于只有一匝的二次线圈，它和一次线圈之间形成变压器耦合，机壳内因电磁感应将产生接地电流，而

7、且不管线圈的位置如何，只要有变化磁通通过壳体，就会产生感应电流。地回路干扰图3导电耦合的地电流回路(4)金属导体的天线效应形成地电流：辐射电磁场照射到金属导体时，由于金属导体的接收天线效应，使金属导体上产生感应电动势，如果金属体是箱体结构，那么由于电场作用，在平行的两个平面上将产生电位差，使箱体有接地电流流过，该金属箱体同回路连接时，就会形成有接地电流通过的电流回路。当采用传输线连接的设备置于地面附近时，如图4所示，外界电磁场作用于传输线，使传输线上形成共模干扰电压源，进一步在公共地阻抗上形成干扰电压；或者，通过传输线与接地面形成的导电回路中的电磁场随着时间变化，也会在传

8、输线上形成干扰。地回路干扰图4电磁波在传输线上形成共模干扰综上可知，接地公共阻抗、传输线或者金属机壳的天线效应等因素，使地回路中存在共模干扰电压，该共模干扰电压通过地回路作用到受害电路的输入端，形成地回路干扰。地回路干扰11.2电路的接地点选择放大器与信号源的接地点选择图5表示一个信号源与放大器连接的电路。如果信号源在A点接地，放大器在B点接地，则两接地点A、B之间存在地电位差UG。RC1和RC2为信号源与放大器连接导线的电阻。由图可见，此时加至放大器输入端的电压为UN＝US＋UG。图5放大器与信号源接地点的选择为了剔除地电压的干扰，应采用一点接地。如果采用A点接地，而B

9、点不接地，即放大器所用的电源不接地，此时需要使用差分放大器。通常比较方便的一点接地方式是选择B点接地，而A点不接地。图5中，导线电阻RC1和RC2一般很小，通常在1Ω以下，取RC1＝RC2＝1Ω。两接地点A、B之间存在的地电阻RG更小，比如取RG＝0.01Ω。信号源的内阻RS一般为500Ω。设放大器的输入阻抗为10kΩ，图5所示电路的等效电路可用图6来表示。因为RC2<