电磁兼容第3章

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1、实用标准文案第三章耦合机理和预防措施本章讨论电磁干扰的传递路径；如何在数学上描述这种传递路径；对到达接收机（点）的干扰量作出定量判断；预防措施等。传递路径大致可分四种情况：①电的耦合（阻性耦合）；②电容耦合（容性耦合）；③磁耦合（感性耦合）；④射线耦合（高频辐射干扰）。3.1电的耦合（阻性耦合）当两个或更多个电流回路共有一个阻抗时，就出现了电的耦合（阻性耦合）。注意：这里讲的阻抗不仅指电阻；这个阻抗是串在电流回路里面的（而容性耦合是通过电容传递，这个电容不是串在电流回路里面的）；这个“阻抗”是两个电流回

2、路共有的，当第一个回路里有电流流动时，在这个阻抗上产生电压降，这个对第二个电流回路来说，就成为干扰电压；这个共有的阻抗即称为“耦合阻抗”（mutualtransferimpedance）。下面分两种情况来讨论：1.工作电流回路和工作电流回路之间的阻性耦合；2.工作电流回路和地电流回路之间的阻性耦合。这两种情况下的干扰性质和预防措施是不同的。3.1.1工作电流回路之间的电耦合两个工作电流回路之间的耦合阻抗主要是两个回路的公共导线（中性线）的阻抗和电源（信号源）的阻抗。当信号频率不太高时（导线长度<<信号波

3、长），导线阻抗主要是电阻R和电感L组成，即耦合阻抗表示为。上面左图为公共导线的阻抗，右图为公共导线的阻抗和电源阻抗之和。回路I中的电流在回路II中造成的干扰电压时域表示为：精彩文档实用标准文案，也可以频域表示为。这个干扰电压是差模干扰电压，它是和回路II中的有用信号相串联的，它会引起测量误差、误动作等后果。通常在瞬态过程中，比较大，。如果非常大（）时，是什么情况呢？非常大，意味着信号频率非常高，信号波长不再>>导线长度。导线阻抗不能只考虑L和R，还应考虑其电容C。这时要考虑导线的波阻抗。计算干扰电压要按

4、照分布参数导线的波过程来考虑。长线的电压、电流之间的关系为：，行波到达节点时，还会产生折射和反射。过程会变得相当复杂。不同形式导线的电感和波阻抗的计算公式见参考文献。减小这种干扰的措施：（1）把两个工作电流回路分开。这样没有“公共阻抗”了，由之而造成干扰也没有了。（2）降低公共导线的阻抗。方法有减小来、回导线的距离（两根直径为D，相距为d的导线间的电感，当d减小时L减小）、把来回导线绞合起来、双面敷设导体板（印刷板）等。（3）在工作单元的输入口，装设足够容量的电容器（去耦电容）。当出现瞬态干扰电压时，电

5、容器能吸收其能量，使干扰电压大大降低。（4）每一个工作单元和电源（信号源）的连接用单独的导线。这样把导线阻抗的影响消除了，但电源阻抗的影响不能消除。（5）对功率吸收极不相同的工作单元，把电源都分开。3.1.2工作电流回路和接地电流回路之间的耦合接地环路(groundloop)是造成干扰的最经常的原因之一。精彩文档实用标准文案两台设备，根据安全的要求，它们的外壳应当接地。设它们分别在①点和②点接地。这样就构成了如图所示的接地环路。信号源电缆芯线接收机（负载）工作电流回路电缆外皮接地电流回路：信号源电缆芯线

6、接收机接地点①电缆外皮接地点②大地当接地电流回路里有电压出现时，就会驱动电流。什么时候在接地电流回路里会出现电压呢？（1）大地中的电流场造成点①和点②之间的电位差；（2）外界磁场在接地环路中感应的电动势。在第一章讨论过，接地环路中出现的电压是共模电压，它不仅在电缆外皮中驱动电流，也在电缆芯线中驱动电流。如果的频率不太高（极限情况是直流），而且电缆芯线和外皮的阻抗与电源内阻和负载相比很小，可以忽略。那么，由造成的在接收机上的干扰电压。或者说，这种情况下的共模/差模－转换因子GGKF为。如果，。，。也可以用

7、共模/差模－衰减来表示，，当时，GGD＝6dB；当时，GGD＝0dB。精彩文档实用标准文案再回头看看我们上面的假设条件，电缆芯线和外皮的阻抗都被忽略了。这相当于在3.1.1节中把导线的阻抗忽略了。如果在3.1.1节也这样做，那么耦合阻抗就为零，连干扰也没有了。在这里情况不同，工作电流回路和接地电流回路之间的共同部分是①和②之间的大地，电源芯线负载外皮①②芯线和外皮两路相并联，这两路的电流由直接决定，因频率不高，所以芯线阻抗不大，可以忽略。所以才可以这样假设。当线路比较长，或频率比较高（不是太高）时，芯线

8、阻抗就不应忽略。而当频率很高（波长<<电缆长度）时，就不能按集中参数计算分压比，而应按波过程的方法分析了。在连接导线是同轴电缆的情况下，当频率很高时，就应考虑集肤效应，驱动的电流越来越往电缆外皮集中，极限的情况是干扰电流只在外皮中走。电源芯线负载外皮①②由此可见，在连接导线是同轴电缆的情况下，共模/差模－转换是相当复杂的。这个“转换”随着的频率和电缆长度有很大的变化，下面作进一步的分析。引入同轴电缆的耦合阻抗，（与3.1.1中相对应）。在3