電磁兼容第四章-接地

1、第四章第四章 接地與搭接技術接地與搭接技術主要內(nèi)容主要內(nèi)容1. 1. 接地的概念接地的概念2. 2. 安全接地安全接地3. 3. 信號接地信號接地4. 4. 地線回路干擾及其抑制地線回路干擾及其抑制5. 5. 電纜屏蔽體的接地電纜屏蔽體的接地6. 6. 屏蔽盒的接地屏蔽盒的接地7. 7. 搭接搭接4.14.1 接地的概念接地的概念基本概念基本概念接地：接地：在系統(tǒng)的某個選定點與某個電位基準面之間建立一條在系統(tǒng)的某個選定點與某個電位基準面之間建立一條低阻抗低阻抗的導電通路的導電通路(1) 接大地接大地：以地球的電位為基準：以地球的電位為基準(零電位零電位)，把電子，把電子設備的金屬外殼等通過由接

2、地線、接地電極等組設備的金屬外殼等通過由接地線、接地電極等組成的接地裝置與地相連接成的接地裝置與地相連接(2) 系統(tǒng)基準地系統(tǒng)基準地(系統(tǒng)地系統(tǒng)地)：指信號回路的基準導體：指信號回路的基準導體(電電子設備通常以金屬底座、機殼、屏蔽罩或粗銅線子設備通常以金屬底座、機殼、屏蔽罩或粗銅線等作為基準導體等作為基準導體)，并設該基準導體電位為相對零，并設該基準導體電位為相對零電位，但不是大地零電位。電位，但不是大地零電位。地：地：指電路或系統(tǒng)的電位基準面（相對電位零點）指電路或系統(tǒng)的電位基準面（相對電位零點）接地接地的兩種含義：的兩種含義：理想的基準導體理想的基準導體(接地平面接地平面) 必須是一個零電

3、位、零阻抗的物理實體，其上各必須是一個零電位、零阻抗的物理實體，其上各點之間不應存在電位差，它可以為系統(tǒng)中所有信號電點之間不應存在電位差，它可以為系統(tǒng)中所有信號電平的參考點。一個理想的接地平面，可以為系統(tǒng)中得平的參考點。一個理想的接地平面，可以為系統(tǒng)中得任何位置的信號提供公共的電位參考點。或者說，在任何位置的信號提供公共的電位參考點。或者說，在一個系統(tǒng)中，各個理想接地點之間不存在任何電位差。一個系統(tǒng)中，各個理想接地點之間不存在任何電位差。實際情況實際情況 地線為信號流回源的路徑地線為信號流回源的路徑; ;信號回路阻抗不為零信號回路阻抗不為零. .地線阻抗不為零，電流流過有限阻抗時，必然會導致地

4、線阻抗不為零，電流流過有限阻抗時，必然會導致電壓降電壓降; ;接地體接地體( (導線或?qū)щ娖矫鎸Ь€或?qū)щ娖矫? ) 各接地點之間有電各接地點之間有電位差位差. .良好的接地平面良好的接地平面 良好的接地平面不一定要和大地具有相同的電位。良好的接地平面不一定要和大地具有相同的電位。在某些情況下，也不必與大地相連通。在某些情況下，也不必與大地相連通。接地平面與大地連接的優(yōu)點：接地平面與大地連接的優(yōu)點：(1)(1)提高電子設備電路系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性；提高電子設備電路系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性；(2)(2)使系統(tǒng)的屏蔽接地，取得良好的電磁屏蔽效果；使系統(tǒng)的屏蔽接地，取得良好的電磁屏蔽效果；(3)(3)泄放因靜電感

5、應在機殼上積累的電荷，避免電荷泄放因靜電感應在機殼上積累的電荷，避免電荷 積累過多形成的高壓導致設備內(nèi)部放電而造成干積累過多形成的高壓導致設備內(nèi)部放電而造成干擾；擾；(4)(4)防止雷電放電或事故導致金屬外殼上出現(xiàn)過高對防止雷電放電或事故導致金屬外殼上出現(xiàn)過高對地電壓而危及操作人員和設備的安全。地電壓而危及操作人員和設備的安全。PHNcontact indirect4.24.2 安全接地安全接地基本概念基本概念安全接地安全接地(保險接地保險接地)：采用低阻抗的導體將用電設備的采用低阻抗的導體將用電設備的外殼連接到大地上，使操作人員不致因設備外殼漏電或外殼連接到大地上，使操作人員不致因設備外殼漏

6、電或靜電放電而發(fā)生觸電危險。靜電放電而發(fā)生觸電危險。解釋解釋大地具有非常大的電容量，是理想的零電位，不論往大大地具有非常大的電容量，是理想的零電位，不論往大地注入多大的電流或電荷，在穩(wěn)態(tài)時其電位都保持為零。地注入多大的電流或電荷，在穩(wěn)態(tài)時其電位都保持為零。實際情況實際情況與一般用電設備一樣，電子設備金屬外殼必須接大地，與一般用電設備一樣，電子設備金屬外殼必須接大地，這樣可以避免因事故導致金屬外殼出現(xiàn)過高對地電壓而這樣可以避免因事故導致金屬外殼出現(xiàn)過高對地電壓而危及操作人員和設備的安全危及操作人員和設備的安全220V0VZ2Z1U1U2機箱機箱Z1 + Z2 Z2U2 U1Z1: 高壓部件與機箱

7、間的阻抗；高壓部件與機箱間的阻抗；Z2: 機箱與大地之間的阻抗。機箱與大地之間的阻抗。 若不接地，若不接地，Z2為無限大，機箱為無限大，機箱 電壓就是電源電壓，電壓就是電源電壓，危險危險! 若接地，若接地， Z2 = 0，U2 = 0, 安全安全安全地安全地人體的電參數(shù)人體的電參數(shù)人體電阻人體電阻：人體電阻變化范圍很大，人體的皮膚處于干：人體電阻變化范圍很大，人體的皮膚處于干燥潔凈和無破損情況時，人體電阻可高達燥潔凈和無破損情況時，人體電阻可高達40-100K;人體處于出汗、潮濕狀態(tài)時，人體電阻降至人體處于出汗、潮濕狀態(tài)時，人體電阻降至10000 。流經(jīng)人體的安全電流值流經(jīng)人體的安全電流值：對

8、于交流電為：對于交流電為15-20mA；對于直流電為對于直流電為50mA。當流經(jīng)人體的電流高達。當流經(jīng)人體的電流高達100mA時，就可能導致死亡。因此，我國規(guī)定的人體時，就可能導致死亡。因此，我國規(guī)定的人體安全電壓為安全電壓為36V和和12V。一般家用電器的安全電壓為。一般家用電器的安全電壓為36V，以保證觸電時流經(jīng)人體的電流值小于，以保證觸電時流經(jīng)人體的電流值小于40mA。接地帶來的安全接地帶來的安全將機殼接地：當人體接觸帶電機殼時，人體電阻與接地將機殼接地：當人體接觸帶電機殼時，人體電阻與接地導線的阻抗并聯(lián)，人體電阻遠大于接地導線的阻抗，大導線的阻抗并聯(lián)，人體電阻遠大于接地導線的阻抗，大部

9、分漏電電流流經(jīng)接地導線旁路流入大地。通常規(guī)定接部分漏電電流流經(jīng)接地導線旁路流入大地。通常規(guī)定接地電阻值為地電阻值為5-10，所以流經(jīng)人體的電流值將減小為原，所以流經(jīng)人體的電流值將減小為原先的先的1/200-1/100.4.34.3 信號接地信號接地單點接地單點接地多點接地多點接地混合接地混合接地懸浮接地懸浮接地信號接地方式信號接地方式串聯(lián)單點接地串聯(lián)單點接地并聯(lián)單點接地并聯(lián)單點接地信號接地方式的種類信號接地方式的種類 4.3.1 單點接地單點接地(1) 串聯(lián)單點接地串聯(lián)單點接地 4.3.1 單點接地單點接地(1) 串聯(lián)單點接地串聯(lián)單點接地缺點缺點：通常地線的直流電阻不為零，特別是在高頻情況：通

10、常地線的直流電阻不為零，特別是在高頻情況下，地線的交流阻抗比其直流電阻大，因此共用地線上下，地線的交流阻抗比其直流電阻大，因此共用地線上A、B和和C點的電位不為零，并且各點電位受到所有電點的電位不為零，并且各點電位受到所有電路注人地線電流的影響。從抑制干擾的角度考慮，這種路注人地線電流的影響。從抑制干擾的角度考慮，這種接地方式是最不適用的。接地方式是最不適用的。優(yōu)點優(yōu)點： 這種接地方式的結構比較簡單，各個電路的接這種接地方式的結構比較簡單，各個電路的接地引線比較短，其電阻相對小，所以，這種接地方式常地引線比較短，其電阻相對小，所以，這種接地方式常用于設備機柜中的接地。如果各個電路的接地電平差別

11、用于設備機柜中的接地。如果各個電路的接地電平差別不大，也可以采用這種接地方式。反之，高電平電路會不大，也可以采用這種接地方式。反之，高電平電路會干擾低電平電路。干擾低電平電路。接地點的選擇接地點的選擇1231()ALUIII R接地點靠近最低電平電路接地點靠近最低電平電路C1C2C3R1R2R3I1I2I3ABC接地點靠近最高電平電路接地點靠近最高電平電路C1C2C3R1R2R3I1I2I3ABC121231231()()AHUI RIIRIIIRAHALUU設電路設電路1、2和和3三級的電平依次由低到高三級的電平依次由低到高 4.3.1 單點接地單點接地(1) 串聯(lián)單點接地串聯(lián)單點接地結論：

12、結論：地電位對低電平級電路的干擾最小地電位對低電平級電路的干擾最小( 2 ) 并聯(lián)單點接地并聯(lián)單點接地332211RIURIURIUCBA優(yōu)點優(yōu)點: 各電路互相不影響各電路互相不影響缺點缺點: 1) 結構復雜、不便于使用；結構復雜、不便于使用； 2）各地線間可能形成電容各地線間可能形成電容 性和電感性耦合。性和電感性耦合。結論結論：單點接地只適用于低頻電路：單點接地只適用于低頻電路 當當l 接近于接近于 /4時，有很強的天線效應，向外輻射；時，有很強的天線效應，向外輻射； 高頻時分布電容與分布電感的影響，難以實現(xiàn)真正的單點高頻時分布電容與分布電感的影響，難以實現(xiàn)真正的單點 接地。接地。各電路的

13、地電位各電路的地電位R1R2R3N1N2I1I2I3N3ABC 4.3.1 單點接地單點接地(3) 串聯(lián)單點、并聯(lián)單點混合接地串聯(lián)單點、并聯(lián)單點混合接地模擬電路模擬電路1模擬電路模擬電路2模擬電路模擬電路3數(shù)字邏輯控制電路數(shù)字邏輯控制電路數(shù)字信息處理電路數(shù)字信息處理電路繼電器驅(qū)動電路繼電器驅(qū)動電路馬達驅(qū)動電路馬達驅(qū)動電路 4.3.1 單點接地單點接地4.3.2 多點接地（適用于高頻）多點接地（適用于高頻）)()()(333222111LjRIULjRIULjRIUCBA各電路的地電位各電路的地電位多點接地多點接地:指電子設備指電子設備(或系統(tǒng)或系統(tǒng))中各個接地點都有直接接到中各個接地點都有直接

14、接到距它最近的接地平面上，以使接地引線的長度最短。這里距它最近的接地平面上，以使接地引線的長度最短。這里所說的接地平面可以是設備的底板，也可以是貫通整個系所說的接地平面可以是設備的底板，也可以是貫通整個系統(tǒng)的接地母線。統(tǒng)的接地母線。R2N2I2BL1N1I1AR3I3N3CL2L3R14.3.2 多點接地（適用于高頻）多點接地（適用于高頻）經(jīng)驗經(jīng)驗: (1)多點接地，應盡可能減少接地線長度，使高頻阻抗多點接地，應盡可能減少接地線長度，使高頻阻抗減至最小。一般情況下，電子設備往往以鍍銀版作為接減至最小。一般情況下，電子設備往往以鍍銀版作為接 地子母線，以減少表面阻抗。地子母線，以減少表面阻抗。

15、(2) (2)頻率低于頻率低于1MHz1MHz時，采用單點接地較好；頻率高于時，采用單點接地較好；頻率高于10MHz10MHz時，采用多點接地。對于時，采用多點接地。對于1-10MHZ1-10MHZ間的頻率而言，只要間的頻率而言，只要最長接地線的長度小于最長接地線的長度小于/20，則可以采用單點接地方案以，則可以采用單點接地方案以避免公共阻抗耦合。避免公共阻抗耦合。優(yōu)點優(yōu)點: 接地線較短，適用于高頻及數(shù)字電路。接地線較短，適用于高頻及數(shù)字電路。缺點缺點: 形成各種地回路，可能造成地回路干擾。形成各種地回路，可能造成地回路干擾。4.3.3 4.3.3 浮地浮地 設備地線系統(tǒng)在電氣上設備地線系統(tǒng)在

16、電氣上與大地相絕緣。減小由于地與大地相絕緣。減小由于地電流引起的電磁干擾。電流引起的電磁干擾。N1信號地信號地安全地安全地N2N3 利用懸浮機殼內(nèi)的屏蔽層降低地回路干擾利用懸浮機殼內(nèi)的屏蔽層降低地回路干擾 可以避免安全接地回路中可以避免安全接地回路中 的干擾電流影響信號接地的干擾電流影響信號接地 回路?；芈?。 可以減少由于地電流引起可以減少由于地電流引起 的共模干擾；的共模干擾；優(yōu)點優(yōu)點：缺點缺點：N1信號地信號地安全地安全地N2N3 減少由于不當?shù)慕拥囟a(chǎn)減少由于不當?shù)慕拥囟a(chǎn) 生的干擾；生的干擾； 對傳導干擾也有較好的抑對傳導干擾也有較好的抑 制作用。制作用。 不能適應復雜的電磁環(huán)境，特不

17、能適應復雜的電磁環(huán)境，特 別是對于一個較大的電子系別是對于一個較大的電子系 統(tǒng)，對地的分布電容較大，不統(tǒng)，對地的分布電容較大，不 能做到真正的懸??；能做到真正的懸浮； 雷擊、靜電感應時，會擊穿絕雷擊、靜電感應時，會擊穿絕 緣，甚至引起弧光放電。緣，甚至引起弧光放電。4.3.3 4.3.3 浮地浮地4.3.4 4.3.4 混合接地混合接地低頻低頻：電容的阻抗大電容的阻抗大單點接地單點接地高頻高頻：電容的阻抗小電容的阻抗小多點接地多點接地N1N2N3低頻單點、高頻多點混合接地低頻單點、高頻多點混合接地如如：抗高頻干擾的低頻傳輸屏抗高頻干擾的低頻傳輸屏 蔽電纜。蔽電纜。低頻單點、高頻多點混合接地低頻

18、單點、高頻多點混合接地高頻：高頻：電感的阻抗大電感的阻抗大單點接地單點接地低頻：低頻：電感的阻抗小電感的阻抗小多點接地多點接地N1N2N3高頻單點、低頻多點混合接地高頻單點、低頻多點混合接地如如：多個機箱安全接地，高頻電路則單點接地。多個機箱安全接地，高頻電路則單點接地。低頻多點、高頻單點混合接地低頻多點、高頻單點混合接地4.3.4 4.3.4 混合接地混合接地4.3.4 4.3.4 混合接地混合接地 如圖，某電路，為一低電平視頻電路，在從音頻到高如圖，某電路，為一低電平視頻電路，在從音頻到高頻下，實現(xiàn)了低頻單點、高頻多點，避免了低頻地電流回頻下，實現(xiàn)了低頻單點、高頻多點，避免了低頻地電流回路

19、的形成。路的形成。音頻端音頻端高頻端高頻端N1 N2大地或車輛的接地面大地或車輛的接地面注意注意: 避免電容與引線電感發(fā)生諧振。避免電容與引線電感發(fā)生諧振。4.3.5 轉換接地轉換接地 如圖，某電路，計算機及其外設，一般需要導線接地。但是容易如圖，某電路，計算機及其外設，一般需要導線接地。但是容易引起電氣干擾，通過加線圈（引起電氣干擾，通過加線圈（1mH：f = 50Hz，Z 0.4；f = 50k 1 MHz，Z 約為約為1K ）這種方式有助于抑制地線中的感應、瞬變和干擾）這種方式有助于抑制地線中的感應、瞬變和干擾進入邏輯總線進入邏輯總線4.3.5 轉換接地轉換接地4.44.4 信地線回路的

20、干擾信地線回路的干擾及抑制技術及抑制技術4.4 4.4 地回路干擾及其抑制地回路干擾及其抑制4.4.1 4.4.1 地回路干擾地回路干擾 由地回路中的共模干擾電壓在受害回路輸入端引起的干擾電壓。由地回路中的共模干擾電壓在受害回路輸入端引起的干擾電壓。地回路干擾的來源地回路干擾的來源: :共地阻抗的共模干擾共地阻抗的共模干擾: :實際地線本實際地線本身既有電阻分量又有電抗分量，當身既有電阻分量又有電抗分量，當有電流通過地線時，就要產(chǎn)生壓降有電流通過地線時，就要產(chǎn)生壓降地回路干擾模型地回路干擾模型信號電流信號電流電路電路1電路電路2UG地電流地電流IGISZG場對導線的共模干擾場對導線的共模干擾計

21、算地電流的等效電路計算地電流的等效電路UGIGZGZCZSZLGGGLCSUIZZZZ干擾源電壓干擾源電壓地阻抗地阻抗負載阻抗負載阻抗線路阻抗線路阻抗電源阻抗電源阻抗地電流的計算地電流的計算4.4 4.4 地回路干擾及其抑制地回路干擾及其抑制4.4.2 4.4.2 兩點接地時的噪聲電壓兩點接地時的噪聲電壓 兩個接地點的電位很少相同，故當接地點位置有好幾處時，兩個接地點的電位很少相同，故當接地點位置有好幾處時，接地點間的電位差將反映到電路中接地點間的電位差將反映到電路中。 放大器的輸入電壓除與信號源電壓放大器的輸入電壓除與信號源電壓UsUs有關外，有關外，A A點與點與B B點間點間的地電位差的

22、地電位差U UG G也會在放大器的輸入端形成噪聲電壓也會在放大器的輸入端形成噪聲電壓Un.Un. RL UNRGUG RC1 RS RC2等效電路等效電路AB22CSCLRRRR通常通常212()()LCNGLSCGCR RUURRRRR4.4.2 4.4.2 兩點接地時的噪聲電壓兩點接地時的噪聲電壓故故 在信號源的接地端接入一阻抗在信號源的接地端接入一阻抗ZSG22CSCLRRRR當當21LCNGLSCSGRRUURRRZ RL UNRGUG RC1 RS RC2等效電路等效電路AB ZSG2SGGCZRR且且4.4.2 4.4.2 兩點接地時的噪聲電壓兩點接地時的噪聲電壓 在信號源的接地端

23、接入一阻抗在信號源的接地端接入一阻抗ZSG RL UNRGUG RC1 RS RC2等效電路等效電路AB ZSGSGZ 當當 時，時，0NU4.4.2 4.4.2 兩點接地時的噪聲電壓兩點接地時的噪聲電壓21LCNGLSCSGRRUURRRZ 例：例：設設RC1RC21、RS500、RL10k、RG= 0.01、UG=10mV，試計算在放大器輸入端的干擾電壓值。，試計算在放大器輸入端的干擾電壓值。 若若在信號源與地之間加一個很大的阻抗在信號源與地之間加一個很大的阻抗ZSG=1M ，則，則4410110mV9.4mV10500110.014461010mV0.0095V(105001)10解：解

24、：212()()LCNGLSCGCR RUURRRRR21()LCNGLSCSGR RUURRRZ接地干擾接地干擾電壓幾乎電壓幾乎全部施加全部施加于放大器于放大器輸入端的輸入端的輸入端輸入端有效抑制了地干擾對放有效抑制了地干擾對放大器輸入端的影響。大器輸入端的影響。4.4.2 4.4.2 兩點接地時的噪聲電壓兩點接地時的噪聲電壓4.4 地回路干擾抑制技術地回路干擾抑制技術 在信號回路中使用隔離變壓器在信號回路中使用隔離變壓器 在信號回路中使用中和變壓器（在信號回路中使用中和變壓器（共模扼流圈）共模扼流圈） 在信號線上使用磁環(huán)在信號線上使用磁環(huán) 在數(shù)據(jù)線路中使用光電耦合器或光纖在數(shù)據(jù)線路中使用光

25、電耦合器或光纖 使用差分放大器使用差分放大器原理原理：地回路被隔離變壓器阻隔地回路被隔離變壓器阻隔分析分析：由于繞組間存在由于繞組間存在分布電容分布電容， 仍會產(chǎn)生一定干擾仍會產(chǎn)生一定干擾11/()1 1/()LNGGLLRUUURj Cj CR或或21/11/()NGLUUCR對低頻干擾有較對低頻干擾有較好的抑制能力好的抑制能力提高抑制干擾能力的措施提高抑制干擾能力的措施: 減少繞組間的分布電容；減少繞組間的分布電容； 降低負載阻抗降低負載阻抗電路模型電路模型4.4.3 4.4.3 抑制地回路耦合電磁干擾的技術抑制地回路耦合電磁干擾的技術1 1 在信號電路中使用隔離變壓器在信號電路中使用隔離

26、變壓器討論討論:1LCR/1NGUU 當當 時，時， 當當 時，時，1LCR/1/ 2NGUU3dBGNUU適用范圍適用范圍: ，即，即01LCR01/(2)LfCR結論結論： 不能傳輸直流信號，對低頻信號影響較大。因此，對直流不能傳輸直流信號，對低頻信號影響較大。因此，對直流 和低頻信號電路不宜采用。和低頻信號電路不宜采用。 對低頻干擾有較好的抑制能力；對低頻干擾有較好的抑制能力； 變壓器的初、次級之間有寄生電容，對高頻干擾的抑制效變壓器的初、次級之間有寄生電容，對高頻干擾的抑制效 果不好；果不好；4.4.3 4.4.3 抑制地回路耦合電磁干擾的技術抑制地回路耦合電磁干擾的技術1 1 在信號

27、電路中使用隔離變壓器在信號電路中使用隔離變壓器結構結構：兩個繞向相同、匝數(shù)相同的繞組構成兩個繞向相同、匝數(shù)相同的繞組構成電路電路2電路電路 1扼流圈的一扼流圈的一種安裝方式種安裝方式4.4.3 4.4.3 抑制地回路耦合電磁干擾的技術抑制地回路耦合電磁干擾的技術2 2 在信號電路中使用縱向在信號電路中使用縱向扼流圈扼流圈(中和變壓器中和變壓器)適用情況適用情況：傳輸?shù)男盘栔泻兄绷鞣至炕蛐盘栴l率很低時：傳輸?shù)男盘栔泻兄绷鞣至炕蛐盘栴l率很低時 對于流過接地線的共模干擾電流，流經(jīng)兩線電流方向相同對于流過接地線的共模干擾電流，流經(jīng)兩線電流方向相同, , 所產(chǎn)生的磁場相長，扼流圈對回路干擾電流呈現(xiàn)高

28、阻所產(chǎn)生的磁場相長，扼流圈對回路干擾電流呈現(xiàn)高阻 抗，起到抑制地回路的作用。抗，起到抑制地回路的作用。 對于正常信號，流過的電流相反，所產(chǎn)生的磁場相消，對于正常信號，流過的電流相反，所產(chǎn)生的磁場相消， 對電流沒有影響，且不會切斷直流回路；對電流沒有影響，且不會切斷直流回路；電路模型電路模型信號電流信號電流電路電路1電路電路2UG地電流地電流UGUSML1L2RC1RC2RL等效電路等效電路4.4.3 4.4.3 抑制地回路耦合電磁干擾的技術抑制地回路耦合電磁干擾的技術2 2 在信號電路中使用縱向在信號電路中使用縱向扼流圈扼流圈(中和變壓器中和變壓器)4.4.3 4.4.3 抑制地回路耦合電磁干

29、擾的技術抑制地回路耦合電磁干擾的技術2 2 在信號電路中使用縱向在信號電路中使用縱向扼流圈扼流圈(中和變壓器中和變壓器)UGUSML1L2RC1RC2RL等效電路等效電路11111212221222112()0()UIZjLI jMIZZjLI jM電感性耦合的電感性耦合的干擾電壓干擾電壓3.3 傳導耦合分析傳導耦合分析：電感性耦合：電感性耦合 對信號對信號( (差模電流差模電流) )的影響的影響設兩繞組上的電流分別為設兩繞組上的電流分別為IS、IG ，則，則122()()0()()SSLSGSGCSUIRjLIIj MIIRjLj MI222222()()()()CCCCCCSSLSSLLL

30、RjL UIRRjLjLRRjL UUR RjL RRR（令（令UG0，且注意，且注意RC1RL）結論結論：對高頻干擾具有較好的抑制能力對高頻干擾具有較好的抑制能力得得221/CSGSCCRIIIRjLjff1/5GSIIUSML1L2RC1RC2RL等效電路等效電路IGISIS- - IG當當 時時5Cff22CCRfL加入扼流圈對信號傳輸沒有影響加入扼流圈對信號傳輸沒有影響 對干擾信號對干擾信號( (共模電流共模電流) )的抑制的抑制設兩繞組上的電流分別為設兩繞組上的電流分別為I1、I2 ，則，則1 12122122GLGCUjL Ij MII RUjL Ij MII R2222212,(

31、)()CCCCCGLGLLLLR UR UIIj L RRR Rj L RRR R（令（令US0）UGML1L2RC1RC2RL等效電路等效電路在一般情況下在一般情況下112,CLRRLLM2222221()1/NcLcGcLcLccUR RRUj L RRR Rj LRj L R2/1/ 1 ( /)NGCUUff當當 時，時，5Cff/1/5NGUU得得故故2/(2)CCfRL 扼流圈的截止頻率扼流圈的截止頻率I2I1 鐵氧體磁環(huán)是高導磁率和高電阻率的材料，對高頻干擾有鐵氧體磁環(huán)是高導磁率和高電阻率的材料，對高頻干擾有很好的抑制損耗，而對低頻電路的損耗較小。很好的抑制損耗，而對低頻電路的損

32、耗較小。對共模干擾的抑制對共模干擾的抑制電路電路1電路電路2UGZG電路電路1電路電路2UGZG對差模干擾的抑制對差模干擾的抑制4.4.3 4.4.3 抑制地回路耦合電磁干擾的技術抑制地回路耦合電磁干擾的技術3 3 在信號傳輸線上使用鐵氧體磁環(huán)在信號傳輸線上使用鐵氧體磁環(huán)用光電耦合器斷開地回路用光電耦合器斷開地回路電路電路1電路電路2UGZG 利用發(fā)光二極管的發(fā)光強度隨通過它的電流的變化特征，利用發(fā)光二極管的發(fā)光強度隨通過它的電流的變化特征，把電路把電路1的信號變換成強弱不同的光信號；光敏三極管再把強的信號變換成強弱不同的光信號；光敏三極管再把強弱不同的光信號轉換成信號電流，從而完成電路弱不同

33、的光信號轉換成信號電流，從而完成電路1和電路和電路2之之間的信號傳輸。間的信號傳輸。4.4.3 4.4.3 抑制地回路耦合電磁干擾的技術抑制地回路耦合電磁干擾的技術4 4 在數(shù)據(jù)線路中使用光電耦合器在數(shù)據(jù)線路中使用光電耦合器用光電耦合器斷開地回路用光電耦合器斷開地回路電路電路1電路電路2UGZG 光電耦合器利用光來傳輸信光電耦合器利用光來傳輸信息，從輸入端傳送到輸出端的光息，從輸入端傳送到輸出端的光電耦合器件使得輸入和輸出在電電耦合器件使得輸入和輸出在電氣上完全隔絕，因而能有效地抑氣上完全隔絕，因而能有效地抑制干擾。制干擾。 光電耦合器適用于數(shù)字電路，不適用于模擬電路。因為其線光電耦合器適用于

34、數(shù)字電路，不適用于模擬電路。因為其線性不好，會引起模擬信號失真。性不好，會引起模擬信號失真。 光電耦合器的輸入光電耦合器的輸入 輸出端之間的雜散電容（輸出端之間的雜散電容（0.3pF10pF） 限制了光電耦合器在高頻端的使用。限制了光電耦合器在高頻端的使用。4.4.3 4.4.3 抑制地回路耦合電磁干擾的技術抑制地回路耦合電磁干擾的技術4 4 在數(shù)據(jù)線路中使用光電耦合器在數(shù)據(jù)線路中使用光電耦合器用光纖消除地回路耦合用光纖消除地回路耦合電路電路1電路電路2UGZG 光纖的優(yōu)點是具有無感應性和高度隔離性，相當于在共光纖的優(yōu)點是具有無感應性和高度隔離性，相當于在共模地回路中引入一個高阻抗，能從比值上

35、消除干擾，常用于模地回路中引入一個高阻抗，能從比值上消除干擾，常用于作強電磁干擾環(huán)境中的信號傳輸線以及作微弱檢測信號傳輸作強電磁干擾環(huán)境中的信號傳輸線以及作微弱檢測信號傳輸線。線。4.4.3 4.4.3 抑制地回路耦合電磁干擾的技術抑制地回路耦合電磁干擾的技術4 4 在數(shù)據(jù)線路中使用光纖在數(shù)據(jù)線路中使用光纖差分放大器的輸出電壓差分放大器的輸出電壓 當兩個輸入端對地平衡當兩個輸入端對地平衡時，即為差分平衡器件。時，即為差分平衡器件。電路連接電路連接電路電路1電路電路2UGZGKU0= K（U1 U2） U0輸入端輸入端 U1 U212輸出端輸出端公共端公共端差分放大器示意圖差分放大器示意圖K4.

36、4.3 4.4.3 抑制地回路耦合電磁干擾的技術抑制地回路耦合電磁干擾的技術5 5 使用差分放大器使用差分放大器 對干擾的抑制對干擾的抑制，則，則12,LGLGRRRR通常通常120121122()()LLNGLCSLCRRUK UUKURRRRR0SR 若若0oNU，且，且1212,LLCCRRRR ，則，則RGRC1RC2U1U2BRL2RSRL1AUG U0RC1RGRL2RL1RSRC2 U1 U2US UGBA抑制干擾的方法：增大放大器的輸入阻抗抑制干擾的方法：增大放大器的輸入阻抗R RL1L1和和R RL2L2或減小信號源或減小信號源內(nèi)阻內(nèi)阻RsRs(A(A、B B兩點不是同電位兩

37、點不是同電位) )例例：UG=100mV，RG=0.1，RS=500 , RC1=RC2=1 ， RL1=RL2=10K ，求，求UN=？若？若RL1=RL2=100K時時, UN=？1211224.76mV()0.5mVLLNGLCSLCRRUURRRRR解解：RGRC1RC2U1U2CRL2RSRL1AUG U0RC1RGRL2RL1RSRC2 U1 U2US UGBA改進電路改進電路RRACACGGACRUURRR11221122()()LCSLCACLCSLCRRRRRRRRRRRA A、C C兩點間的電壓為：兩點間的電壓為：提高放大器的輸入阻抗提高放大器的輸入阻抗( (接入電阻接入電

38、阻R)R)A A、C C兩點間的電阻為：兩點間的電阻為：C1201122()LLNACLCSLCRRUKURRRRRRGRC1RC2U1U2CRL2RSRL1AUG U0RC1RGRL2RL1RSRC2 U1 U2US UGBA改進電路改進電路RRU UG G在放大器輸入端引起的噪聲電壓為在放大器輸入端引起的噪聲電壓為因此，可大為因此，可大為減少干擾，同減少干擾，同時對信號而言，時對信號而言，也沒有增加輸也沒有增加輸入阻抗。入阻抗。提高放大器的輸入阻抗提高放大器的輸入阻抗( (接入電阻接入電阻R)R)1201122()LLACNGLCSLCGACRRRUKURRRRRRRR4.54.5 電纜屏

39、蔽體的接地電纜屏蔽體的接地4.5 電纜屏蔽層的接地電纜屏蔽層的接地1 放大器接地，信號源不接地放大器接地，信號源不接地低頻電纜屏蔽體接地點選擇低頻電纜屏蔽體接地點選擇：低頻：低頻(f 100kHz)電路使電路使用的電纜，其屏蔽體也要接地，原則上采用單點接地。用的電纜，其屏蔽體也要接地，原則上采用單點接地。如果接地點超過一處，就可能有噪聲干擾到信號電路。如果接地點超過一處，就可能有噪聲干擾到信號電路。 四種可能的接地方式：四種可能的接地方式： A、B、C、D4.5.1 低頻電纜屏蔽體接地點的選擇低頻電纜屏蔽體接地點的選擇4.5 電纜屏蔽層的接地電纜屏蔽層的接地 方式方式A 會將屏蔽體中的會將屏蔽

40、體中的噪聲電流引入放大器噪聲電流引入放大器的輸入端，并在輸入的輸入端，并在輸入端阻抗上產(chǎn)生一個干端阻抗上產(chǎn)生一個干擾電壓，此干擾電壓擾電壓，此干擾電壓疊加于正常信號電壓疊加于正常信號電壓上，上，不合適不合適。USUG1UG2ABDC12C1SC12C2S(1) 放大器接地，信號源不接地放大器接地，信號源不接地4.5.1 低頻電纜屏蔽體接地點的選擇低頻電纜屏蔽體接地點的選擇4.5 電纜屏蔽層的接地電纜屏蔽層的接地 方式方式B112112()SNGGSCUUUCCUSUG1UG2ABDC12C1SC12C2S4.5.1 低頻電纜屏蔽體接地點的選擇低頻電纜屏蔽體接地點的選擇(1) 放大器接地，信號源

41、不接地放大器接地，信號源不接地此種接法不合適此種接法不合適4.5 電纜屏蔽層的接地電纜屏蔽層的接地 方式方式CUSUG1UG2ABDC12C1SC12C2S4.5.1 低頻電纜屏蔽體接地點的選擇低頻電纜屏蔽體接地點的選擇(1) 放大器接地，信號源不接地放大器接地，信號源不接地此種接法可行此種接法可行4.5 電纜屏蔽層的接地電纜屏蔽層的接地 方式方式DUSUG1UG2ABDC12C1SC12C2S11112SNGSCUUCC4.5.1 低頻電纜屏蔽體接地點的選擇低頻電纜屏蔽體接地點的選擇(1) 放大器接地，信號源不接地放大器接地，信號源不接地此種接法不合適此種接法不合適USUG1UG2ABCD1

42、2C1SC12C2S( 2 ) 放大器不接地，信號源接地放大器不接地，信號源接地4.5 電纜屏蔽層的接地電纜屏蔽層的接地4.5.1 低頻電纜屏蔽體接地點的選擇低頻電纜屏蔽體接地點的選擇USUG1UG2ABCD12C1SC12C2S( 2 ) 放大器不接地，信號源接地放大器不接地，信號源接地4.5 電纜屏蔽層的接地電纜屏蔽層的接地4.5.1 低頻電纜屏蔽體接地點的選擇低頻電纜屏蔽體接地點的選擇 方式方式A 此種接法可行此種接法可行USUG1UG2ABCD12C1SC12C2S( 2 ) 放大器不接地，信號源接地放大器不接地，信號源接地4.5 電纜屏蔽層的接地電纜屏蔽層的接地4.5.1 低頻電纜屏蔽體接地點的選擇低頻電纜屏蔽體接地點的選擇 方式方式B 11211GSSNUCCCU此種接法不合適此種接法不合適USUG1UG2ABCD12C1SC12C2S( 2 ) 放大器不接地，信號源接地放大器不接地，信號源接地4.5 電纜屏蔽層的接地電纜屏蔽層的接地4.5.1 低頻電纜屏蔽體接地點的選擇低頻電纜屏蔽體接地點的選擇 方式方式D 211211GGSSNUUCCCU此種接法不合適此種接法不合適小結