電磁兼容技術(shù)(概述和第一章)

1、電電 磁磁 兼兼 容容 技技 術(shù)術(shù)童亦斌童亦斌2008年年11月月4海灣戰(zhàn)爭(zhēng)以電子戰(zhàn)為發(fā)端，在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)以電子戰(zhàn)為發(fā)端，在“沙漠風(fēng)暴沙漠風(fēng)暴”開(kāi)始開(kāi)始之前個(gè)小時(shí)，多國(guó)部隊(duì)就派出之前個(gè)小時(shí)，多國(guó)部隊(duì)就派出EA-6B等專用電等專用電子對(duì)抗飛機(jī)，對(duì)伊拉克境內(nèi)的雷達(dá)、通信、指揮子對(duì)抗飛機(jī)，對(duì)伊拉克境內(nèi)的雷達(dá)、通信、指揮設(shè)施和防空系統(tǒng)進(jìn)行了強(qiáng)烈的電磁干擾，使伊軍設(shè)施和防空系統(tǒng)進(jìn)行了強(qiáng)烈的電磁干擾，使伊軍雷達(dá)熒光屏一片雷達(dá)熒光屏一片“白雪白雪”，造成了伊軍通信中斷、，造成了伊軍通信中斷、雷達(dá)迷盲、指揮癱瘓、防空導(dǎo)彈失靈，大大提高雷達(dá)迷盲、指揮癱瘓、防空導(dǎo)彈失靈，大大提高了己方作戰(zhàn)飛機(jī)的生存率和行動(dòng)自由度。了

2、己方作戰(zhàn)飛機(jī)的生存率和行動(dòng)自由度。4戰(zhàn)后，美國(guó)海軍反映，當(dāng)戰(zhàn)斗機(jī)編隊(duì)有戰(zhàn)后，美國(guó)海軍反映，當(dāng)戰(zhàn)斗機(jī)編隊(duì)有EA-6B電電子干擾機(jī)護(hù)航時(shí)，幾乎就沒(méi)有受到伊軍地對(duì)空導(dǎo)子干擾機(jī)護(hù)航時(shí)，幾乎就沒(méi)有受到伊軍地對(duì)空導(dǎo)彈的攻擊。實(shí)戰(zhàn)結(jié)果再次證明，只有奪得整個(gè)戰(zhàn)彈的攻擊。實(shí)戰(zhàn)結(jié)果再次證明，只有奪得整個(gè)戰(zhàn)場(chǎng)的制電磁權(quán)，才能獲取制空權(quán)，并進(jìn)而以較少場(chǎng)的制電磁權(quán)，才能獲取制空權(quán)，并進(jìn)而以較少的損失贏得戰(zhàn)爭(zhēng)的勝利。的損失贏得戰(zhàn)爭(zhēng)的勝利。第一章第一章 概述概述4本門課程的學(xué)習(xí)方法本門課程的學(xué)習(xí)方法4電磁兼容的基本概念電磁兼容的基本概念4電磁兼容性設(shè)計(jì)電磁兼容性設(shè)計(jì)4電磁兼容性設(shè)計(jì)所涉及的技術(shù)領(lǐng)域電磁兼容性設(shè)計(jì)所涉及的技術(shù)

3、領(lǐng)域4本門課程講述的主要內(nèi)容本門課程講述的主要內(nèi)容0 0 本門課程的學(xué)習(xí)方法本門課程的學(xué)習(xí)方法4本門課程的工程應(yīng)用性特點(diǎn)非常明顯本門課程的工程應(yīng)用性特點(diǎn)非常明顯4本門課程與多個(gè)專業(yè)基礎(chǔ)課有關(guān)聯(lián)本門課程與多個(gè)專業(yè)基礎(chǔ)課有關(guān)聯(lián)4電磁兼容技術(shù)很大范圍內(nèi)主要依靠經(jīng)驗(yàn)電磁兼容技術(shù)很大范圍內(nèi)主要依靠經(jīng)驗(yàn)4本門課程對(duì)后續(xù)的科研、開(kāi)發(fā)工作意義重大本門課程對(duì)后續(xù)的科研、開(kāi)發(fā)工作意義重大教學(xué)和學(xué)習(xí)方法：課堂討論、工程設(shè)計(jì)實(shí)例教學(xué)和學(xué)習(xí)方法：課堂討論、工程設(shè)計(jì)實(shí)例分析、搜查資料等。分析、搜查資料等。重要的不是記錄文字，而是學(xué)會(huì)思考！1 電磁兼容的基本概念電磁兼容的基本概念4信號(hào)、干擾和噪聲信號(hào)、干擾和噪聲4常見(jiàn)的干

4、擾和噪聲常見(jiàn)的干擾和噪聲4電磁干擾對(duì)電子電氣設(shè)備工作產(chǎn)生的影響電磁干擾對(duì)電子電氣設(shè)備工作產(chǎn)生的影響4設(shè)備的抗干擾設(shè)備的抗干擾4電磁兼容電磁兼容4信號(hào)：對(duì)電子電氣電路工作信號(hào)：對(duì)電子電氣電路工作“有用有用”的電的電信號(hào)，包括待處理的電信號(hào)、希望產(chǎn)生的輸信號(hào)，包括待處理的電信號(hào)、希望產(chǎn)生的輸出等。出等。4噪聲：除噪聲：除“有用有用”電信號(hào)以外的所有電信電信號(hào)以外的所有電信號(hào)，均是噪聲。噪聲對(duì)電路的工作多少都有號(hào)，均是噪聲。噪聲對(duì)電路的工作多少都有些影響。些影響。4干擾：由噪聲導(dǎo)致的干擾：由噪聲導(dǎo)致的“不希望不希望”出現(xiàn)的結(jié)出現(xiàn)的結(jié)果稱為干擾。果稱為干擾。4噪聲是產(chǎn)生干擾的原因，干擾則是噪聲的噪聲是

5、產(chǎn)生干擾的原因，干擾則是噪聲的后果；后果；4噪聲是客觀存在的，無(wú)法消除，而只能將噪聲是客觀存在的，無(wú)法消除，而只能將它減小到不產(chǎn)生明顯干擾的程度，即不產(chǎn)生它減小到不產(chǎn)生明顯干擾的程度，即不產(chǎn)生干擾的程度。干擾的程度。4TTL的最小輸出高電平（的最小輸出高電平（VOH）2.4V，最，最高輸出低電平（高輸出低電平（VOL） =2.0V，最高輸入低電平（最高輸入低電平（VIL） =0.8V，4TTL的噪聲容限是的噪聲容限是0.4V（意味著幅值小于（意味著幅值小于0.4V的噪聲將不會(huì)對(duì)的噪聲將不會(huì)對(duì)TTL的工作產(chǎn)生影的工作產(chǎn)生影響）。響）。 舉例說(shuō)明：信號(hào)、噪聲和干擾舉例說(shuō)明：信號(hào)、噪聲和干擾一些習(xí)慣

6、說(shuō)法：干擾信號(hào)、系統(tǒng)受到了干擾等。習(xí)慣上所說(shuō)的“干擾”就是指能夠引起干擾的噪聲。常見(jiàn)的干擾和噪聲常見(jiàn)的干擾和噪聲4自然干擾：自然現(xiàn)象產(chǎn)生的各種電磁噪聲。4人為干擾：源自人們的生活和生產(chǎn)活動(dòng)，主要是各種電子電氣設(shè)備產(chǎn)生的干擾。列舉一些常見(jiàn)的自然干擾和人為干擾自然干擾自然干擾4大氣噪聲4雷電（30MHz以下）4太陽(yáng)異常電磁輻射4銀河系無(wú)線電輻射 150MHz-200MHz）4宇宙射線（10MHz-30GHz）4地震人為干擾人為干擾4元器件固有噪聲：熱噪聲、散粒噪聲、接觸噪聲等。4物理或電化學(xué)過(guò)程噪聲：原電池噪聲、摩擦噪聲等。4放電噪聲：起源于放電過(guò)程，比如靜電放電、電暈放電、輝光放電、弧光放電和高

7、頻電火花放電等。4電磁感應(yīng)：各種電磁波干擾。4通信廣播：電視，廣播，各種通信臺(tái)站；4電力系統(tǒng)：發(fā)電機(jī)，變壓器，電力線；4 工業(yè)設(shè)備：各種電動(dòng)機(jī)，電焊機(jī)，加熱器，機(jī)床，控制器，計(jì)算機(jī)，攪拌機(jī)， 繼電器；4 交通運(yùn)輸：電動(dòng)機(jī)車，導(dǎo)航系統(tǒng), 汽車點(diǎn)火裝置（10MHz-100MHz）；4醫(yī)療設(shè)備：電子醫(yī)療器械，X射線；4辦公設(shè)備：計(jì)算機(jī)，鍵盤(pán)，打印機(jī)，復(fù)印機(jī)，日光燈；4家用電器：微波爐，風(fēng)扇，吸塵器，冰箱；4軍事武器：核爆炸，電磁武器；常見(jiàn)的人為干擾常見(jiàn)的人為干擾課堂討論：電磁干擾對(duì)電子電氣設(shè)備影響課堂討論：電磁干擾對(duì)電子電氣設(shè)備影響課堂討論：電磁干擾對(duì)電子電氣設(shè)備影響課堂討論：電磁干擾對(duì)電子電氣設(shè)備

8、影響繼電器設(shè)備的抗干擾設(shè)備的抗干擾4所謂“抗干擾”，就是設(shè)備抵御噪聲信號(hào)、使之不對(duì)系統(tǒng)工作產(chǎn)生影響的性能。4干擾與抗干擾，就像一對(duì)“矛盾”。4單純的抗干擾，很容易陷入“道高一尺、魔高一丈”的惡性循環(huán)。4單純抗干擾的成本越來(lái)越高、效果卻越來(lái)越差。2 電磁兼容性設(shè)計(jì)電磁兼容性設(shè)計(jì)4隨著電子電氣設(shè)備應(yīng)用范圍的日益廣泛、功能日益復(fù)雜，電子電氣設(shè)備所面臨的電磁環(huán)境日益惡化。4與此同時(shí)，卻對(duì)電子電氣設(shè)備抗干擾性能提出了愈來(lái)愈高的要求。4事實(shí)也證明，盲目提高和改善電子電氣設(shè)備抗干擾性能，不但浪費(fèi)巨大，而且效果并不理想。4在這種情況下，就逐漸從單純的抗干擾技術(shù)，轉(zhuǎn)向發(fā)展成了綜合的電磁兼容技術(shù)。4Electro

9、magnetic Compatibility（EMC）電磁兼容性電磁兼容性電磁兼容性包含三個(gè)方面的含義：1、電磁環(huán)境應(yīng)是給定或可以預(yù)期的；2、設(shè)備不應(yīng)產(chǎn)生超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范所規(guī)定的電磁噪聲；3、設(shè)備應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的電磁噪聲敏感度限值的要求。所謂電磁兼容，是指在有限的空間、時(shí)間和頻譜資源條件下，各種設(shè)備可以共存、并不產(chǎn)生相互不利影響狀態(tài)。設(shè)備的電磁兼容性，即設(shè)備在指定的電磁環(huán)境中正常工作、且不對(duì)環(huán)境和環(huán)境中其它設(shè)備產(chǎn)生不利影響的能力。電磁兼容性設(shè)計(jì)電磁兼容性設(shè)計(jì)4明確電磁環(huán)境（制定相應(yīng)的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)）4設(shè)備的抗干擾設(shè)計(jì)4抑制設(shè)備產(chǎn)生和發(fā)射電磁干擾噪聲4試驗(yàn)檢測(cè)方法、手段、標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)備電磁兼容性設(shè)計(jì)效

10、費(fèi)比電磁兼容性設(shè)計(jì)效費(fèi)比時(shí)間費(fèi)用/效果費(fèi)用效果越早進(jìn)行電磁兼容設(shè)計(jì)，手段越多、效果越好、費(fèi)用越低。干擾的產(chǎn)生、傳播、作用干擾的產(chǎn)生、傳播、作用干擾源傳播途徑敏感設(shè)備抑制干擾最有效的方法：在干擾源處對(duì)干擾進(jìn)行抑制。電磁兼容措施必須綜合治理，全局考慮。電磁兼容性設(shè)計(jì)必須考慮環(huán)境和條件電磁兼容性設(shè)計(jì)必須考慮環(huán)境和條件不同的使用條件有不同的電磁環(huán)境；不同的使用環(huán)境有不同的電磁兼容要求；不同的使用環(huán)境有不同的成本等要求；電磁兼容沒(méi)有放之四海皆準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)，必須因地制宜。航空航天、軍事設(shè)備、武器系統(tǒng)、醫(yī)療設(shè)備、電網(wǎng)系統(tǒng)、交通運(yùn)輸、家用電器、娛樂(lè)設(shè)備等電磁兼容措施實(shí)例電磁兼容措施實(shí)例電磁兼容設(shè)計(jì)的基本原則電磁兼

11、容設(shè)計(jì)的基本原則不單純追求抗干擾性能；自始至終，全程參與；從源頭下手，標(biāo)本兼治；全局考慮，不留死角；與時(shí)俱進(jìn)；因地制宜，充分考慮性能、成本、可靠性等之間的綜合效益；根據(jù)系統(tǒng)特點(diǎn)，對(duì)癥下藥；3 電磁兼容性設(shè)計(jì)所涉及的技術(shù)領(lǐng)域電磁兼容性設(shè)計(jì)所涉及的技術(shù)領(lǐng)域電磁兼容是一門綜合性科學(xué)，所涉及的主要技術(shù)領(lǐng)域包括：電路原理、電磁場(chǎng)理論、電子電路、計(jì)算機(jī)技術(shù)、仿真技術(shù)、試驗(yàn)技術(shù)等等。我們?cè)诒鹃T課程的學(xué)習(xí)中，主要涉及電路原理、基本的電磁場(chǎng)理論、計(jì)算機(jī)技術(shù)和電力電子技術(shù)。4 本門課程講述的主要內(nèi)容本門課程講述的主要內(nèi)容（受課時(shí)限制，主要講述抗干擾的內(nèi)容）4詳細(xì)介紹五種類型的干擾；4不同干擾產(chǎn)生的機(jī)理、如何干擾系

12、統(tǒng)；4針對(duì)不同的干擾，主要的抗干擾措施；4典型系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)分析（微機(jī)系統(tǒng)和電力電子系統(tǒng)）；4介紹一些常用的電磁兼容器件；考試及平分標(biāo)準(zhǔn)考試及平分標(biāo)準(zhǔn)4平分標(biāo)準(zhǔn)：平時(shí)成績(jī)10%綜合設(shè)計(jì)30%期末考試60%。4考試采用開(kāi)卷考試，題型主要是問(wèn)答題。4綜合設(shè)計(jì)題目：系統(tǒng)的電磁兼容（抗干擾）設(shè)計(jì)論文答辯需要事先準(zhǔn)備好PPT，課堂5分鐘講述時(shí)間，5分鐘左右討論答辯時(shí)間。第二章第二章 抗干擾技術(shù)抗干擾技術(shù)4噪聲從噪聲源，經(jīng)傳播途徑，進(jìn)入系統(tǒng)，干擾系統(tǒng)工作（敏感設(shè)備） 。4可以從上述任何環(huán)節(jié)抑制干擾：抑制噪聲的產(chǎn)生、阻斷干擾的傳播、提高設(shè)備的噪聲容限。4從噪聲源處抑制噪聲產(chǎn)生，效果最明顯，但有時(shí)不易實(shí)現(xiàn)。

13、4所有噪聲都是通過(guò)一定的傳播途徑進(jìn)入系統(tǒng)，因此在噪聲傳播途徑上切斷噪聲的傳播就成為最現(xiàn)實(shí)和有效的選擇之一。4區(qū)別干擾的標(biāo)準(zhǔn)有很多，此處按照干擾傳播（耦合）途徑的不同對(duì)干擾進(jìn)行分類。4根據(jù)干擾進(jìn)入系統(tǒng)途徑的不同，干擾常被分為五類：傳導(dǎo)干擾、公共阻抗干擾、電場(chǎng)耦合干擾、磁場(chǎng)耦合干擾、電磁場(chǎng)耦合干擾。4對(duì)于每種干擾，要求掌握：各種干擾的特點(diǎn)、干擾進(jìn)入系統(tǒng)的機(jī)理、根據(jù)實(shí)例進(jìn)行分析、抑制干擾的原理和主要方法。1 傳導(dǎo)干擾傳導(dǎo)干擾外界干擾通過(guò)電氣連線，直接傳導(dǎo)進(jìn)入敏感設(shè)備。特點(diǎn)：干擾進(jìn)入設(shè)備的途徑是電氣連線。敏感設(shè)備外界干擾傳導(dǎo)干擾是在一般電氣系統(tǒng)最普遍的干擾形式。大部分干擾在進(jìn)入系統(tǒng)后，都會(huì)轉(zhuǎn)變成傳導(dǎo)干

14、擾的形式，在整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部蔓延。傳導(dǎo)干擾舉例傳導(dǎo)干擾舉例輸電線路傳導(dǎo)干擾是普遍存在的傳導(dǎo)干擾極易在系統(tǒng)內(nèi)部通過(guò)電氣連線傳遞系統(tǒng)間的設(shè)備會(huì)通過(guò)電氣連線相互傳導(dǎo)干擾（傳導(dǎo)干擾）課課堂堂討討論論1、干擾通過(guò)電氣連線進(jìn)入系統(tǒng)，會(huì)出現(xiàn)什么情況？干擾將和信號(hào)混雜在一起。2、如何抑制傳導(dǎo)干擾？利用干擾和信號(hào)之間的差異，將干擾“過(guò)慮”掉。3、有哪些差異可以被利用呢？?jī)烧咭话阍谠醋杩?、能量、頻譜、持續(xù)時(shí)間等方面都有很大的不同。因此抑制傳導(dǎo)干擾的關(guān)鍵和前提是找出信號(hào)和傳導(dǎo)噪聲之間可以被利用的差異。利用源阻抗的差異對(duì)傳導(dǎo)干擾進(jìn)行抑制利用源阻抗的差異對(duì)傳導(dǎo)干擾進(jìn)行抑制4一般而言，干擾源的阻抗較大，而信號(hào)源的阻抗較小。4

15、如何利用這個(gè)特點(diǎn)？敏感設(shè)備外界干擾降低敏感設(shè)備的輸入阻抗。課堂討論：光耦如何達(dá)到抑制傳導(dǎo)干擾目的？課堂討論：光耦如何達(dá)到抑制傳導(dǎo)干擾目的？信號(hào)干擾信號(hào)光電耦合器是一種常用的電磁兼容器件。利用光耦輸入阻抗低的特點(diǎn)，可以用來(lái)抑制傳導(dǎo)干擾。光耦利用光來(lái)傳遞信號(hào)，從源頭上切斷了干擾傳導(dǎo)的途徑，因此成為抑制傳導(dǎo)干擾最常用的器件之一。課堂討論：光耦在應(yīng)用上有什么限制？課堂討論：光耦在應(yīng)用上有什么限制？光耦一般只適于傳遞數(shù)字信號(hào)，若要傳遞模擬信號(hào)，還需要特殊的設(shè)計(jì)和電路。分布電容的存在，會(huì)為高頻傳導(dǎo)噪聲提高一條進(jìn)入系統(tǒng)的途徑。信 號(hào) 干 擾信 號(hào)利用頻譜的差異對(duì)傳導(dǎo)干擾進(jìn)行抑制利用頻譜的差異對(duì)傳導(dǎo)干擾進(jìn)行抑

16、制4一般而言，干擾的頻譜較高，而信號(hào)的頻譜較低。4如何利用這個(gè)特點(diǎn)？加設(shè)各種濾波器，其中最常用的濾波器是低通濾波器（LPF）信號(hào)干擾LPF信號(hào)敏感電路常用的幾種低通濾波電路電磁兼容中濾波器的幾個(gè)設(shè)計(jì)原則：1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單2、盡量采用無(wú)源器件3、電感、電容必須仔細(xì)選型、小心使用4、對(duì)于高頻干擾，器件的分布參數(shù)影響很大課堂討論：為什么盡量不采用有源器件設(shè)計(jì)課堂討論：為什么盡量不采用有源器件設(shè)計(jì)EMCEMC濾波器濾波器有源器件本身對(duì)噪聲相對(duì)比較敏感，因此并不適合用于EMC設(shè)計(jì)。即是使用有源器件，也應(yīng)對(duì)電信號(hào)進(jìn)行必要的預(yù)處理。課堂討論：普通電感和電容用于課堂討論：普通電感和電容用于EMIEMI有何限制？有

17、何限制？線繞電感匝間的分布電容影響電感的高頻特性如何減小繞線匝間電容和引線電感的影響？電容引線上的分布電感也有類似的效果常用電路抗干擾濾波器常用電路抗干擾濾波器鐵氧體磁珠三端電容穿心電容鐵氧體磁珠鐵氧體磁珠三端電容三端電容穿心電容穿心電容對(duì)于頻率較低的傳導(dǎo)干擾，如何濾除？對(duì)于頻率較低的傳導(dǎo)干擾，如何濾除？要濾除低頻傳導(dǎo)干擾，有什么困難？要濾除低頻傳導(dǎo)干擾，有什么困難？如果采用濾波器，不可避免使用較大的電容和電感。如果采用濾波器，不可避免使用較大的電容和電感。有什么更好的方法？有什么更好的方法？采用數(shù)字方法，比如數(shù)字濾波、壞值剔除等。采用數(shù)字方法，比如數(shù)字濾波、壞值剔除等。如果傳導(dǎo)干擾已經(jīng)進(jìn)入系

18、統(tǒng)，怎么辦？如果傳導(dǎo)干擾已經(jīng)進(jìn)入系統(tǒng)，怎么辦？可以考慮系統(tǒng)本身的抗擾性?？梢钥紤]系統(tǒng)本身的抗擾性。數(shù)字化是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。數(shù)字化是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。為什么數(shù)字系統(tǒng)的抗擾性要強(qiáng)于模擬系統(tǒng)？為什么數(shù)字系統(tǒng)的抗擾性要強(qiáng)于模擬系統(tǒng)？VIHminVILmax提高系統(tǒng)抗擾性實(shí)例之一：采用數(shù)字信號(hào)提高系統(tǒng)抗擾性實(shí)例之一：采用數(shù)字信號(hào)提高系統(tǒng)抗擾性實(shí)例之二提高系統(tǒng)抗擾性實(shí)例之二過(guò)零比較器問(wèn)題的特征：有用信號(hào)很弱，干擾相對(duì)很強(qiáng)。怎么辦？輸入輸出V2V1V1V2采用滯環(huán)比較器采用滯環(huán)比較器小結(jié)小結(jié)傳導(dǎo)干擾是通過(guò)電氣連線傳導(dǎo)進(jìn)入系統(tǒng)的一種干擾，切斷系統(tǒng)與外界的電氣連線可以從根本上解決傳導(dǎo)干擾的入侵。由于系統(tǒng)內(nèi)部大量存

19、在電氣連線，傳導(dǎo)干擾的存在非常普遍。大部分干擾在進(jìn)入系統(tǒng)后都會(huì)演變成傳導(dǎo)干擾。抑制傳導(dǎo)的關(guān)鍵在于找出傳導(dǎo)干擾與信號(hào)之間可以被利用的差異。分布參數(shù)的存在，使得EMC更加復(fù)雜和困難。如果傳導(dǎo)干擾無(wú)法利用“一般”方法剔除，可以考慮數(shù)字化、運(yùn)算處理等“先進(jìn)”方法。2 2 公共阻抗干擾公共阻抗干擾ABCZaZbZcDCZa、Zb、Zc的存在會(huì)對(duì)電路的工作產(chǎn)生什么影響？噪聲電流在系統(tǒng)間的公共阻抗上產(chǎn)生噪聲電壓，并由此對(duì)系統(tǒng)的工作產(chǎn)生干擾。公共阻抗干擾舉例公共阻抗干擾舉例公共阻抗干擾和傳導(dǎo)干擾很容易混淆：公共阻抗干擾很多（大多）最終以傳導(dǎo)的方式進(jìn)入系統(tǒng)。兩者的區(qū)別更多在最終的成因上。公共阻抗干擾往往是相互的

20、公共阻抗干擾的特點(diǎn)公共阻抗干擾的特點(diǎn)系統(tǒng)間存在公共阻抗，也就是有共同的電流通道。系統(tǒng)工作產(chǎn)生的噪聲電流將流過(guò)系統(tǒng)間的公共阻抗。公共阻抗普遍存在，至少是所有的導(dǎo)線都存在分布電感和電阻。對(duì)于公共阻抗干擾，在電氣連線中，分布電感的作用遠(yuǎn)大于電阻，因此大多數(shù)情況下，更關(guān)注高頻公共阻抗干擾。公共阻抗干擾對(duì)于不同的系統(tǒng)有不同的影響。公共阻抗干擾的影響公共阻抗干擾的影響前 級(jí) 處 理后 級(jí) 功 放ZaZbD C前 級(jí) 處 理后 級(jí) 功 放ZaZbD C前級(jí)將小信號(hào)放大，后級(jí)實(shí)現(xiàn)功率放大。哪個(gè)方案更好？同樣存在公共阻抗干擾，但如果以電源的負(fù)極作為電位的基準(zhǔn)，左邊方案中前級(jí)受到的干擾更嚴(yán)重，因?yàn)橄鄬?duì)于后級(jí)，前級(jí)

21、更容易受到干擾。雖然公共阻抗干擾往往是相互的，但影響卻可能有很大的差異ABZa公共阻抗干擾的一種典型形式公共阻抗干擾的一種典型形式共地阻抗干擾廣泛存在于各種接地環(huán)節(jié)（包括電源的供電系統(tǒng)和參考電位）為了抑制其影響，有多種接地方案接地的一種作用：作為參考電位接地結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但公共阻抗干擾的影響最嚴(yán)重。接地結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但公共阻抗干擾的影響較小。復(fù)合式單點(diǎn)接地將線路或裝備加以歸類，而同時(shí)使用串聯(lián)與并聯(lián)法，可同時(shí)兼顧降低公共阻抗干擾影響和簡(jiǎn)化接地結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。公共阻抗干擾的另一種典型形式公共阻抗干擾的另一種典型形式電源負(fù)載對(duì)于電源內(nèi)部的反饋電路，如果負(fù)載較大、負(fù)載電流中的脈動(dòng)較大，而線路又較長(zhǎng)，這種設(shè)計(jì)有什么

22、問(wèn)題？干擾影響反饋反饋采用獨(dú)立的反饋信號(hào)通道，可以消除公共阻抗干擾的影響。對(duì)于一些應(yīng)用，盡可能靠近電源是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。公共阻抗干擾的抑制措施公共阻抗干擾的抑制措施根據(jù)公共阻抗干擾的特點(diǎn)，常采取以下抑制措施：減小公共阻抗，也即是盡量減小連線的公共阻抗；避免噪聲電流流過(guò)公共阻抗；盡可能減小敏感環(huán)節(jié)受干擾的程度；下面簡(jiǎn)單舉例說(shuō)明公共阻抗公共阻抗干擾抑制干擾抑制措施之一：措施之一：PCB設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)8019680196電源線電源線信號(hào)線信號(hào)線分清連線性質(zhì)，合理設(shè)計(jì)連線的寬度和走向。PCB板上的電源網(wǎng)線可以大幅度減小公共阻抗干擾板上的電源網(wǎng)線可以大幅度減小公共阻抗干擾PCB板上的電源網(wǎng)線板上的電源網(wǎng)線電源

23、去耦是電路設(shè)計(jì)中最常用的電磁兼容措施之一；特別是對(duì)于微機(jī)這樣的高速電路，電源去耦非常必要；公共阻抗干擾抑制措施之一：電源去耦公共阻抗干擾抑制措施之一：電源去耦電源線電感電源線電感儲(chǔ)能電容儲(chǔ)能電容此環(huán)路的阻抗盡可能小從另一個(gè)角度看電源去耦從另一個(gè)角度看電源去耦高速集成電路芯片有多個(gè)電源引腳。去耦電容就近與電源引腳連接。采用高頻特性好的電容器。電解電容高頻特性很差，因此常采用組合方案。電解電容抑制低頻噪聲高頻小容量電容抑制高頻噪聲提高電源去耦的效果之一提高電源去耦的效果之一集成電路內(nèi)部包含多個(gè)部分，各部分都需要連接電源，采取集成電路內(nèi)部包含多個(gè)部分，各部分都需要連接電源，采取多個(gè)電源引腳，可以減小

24、電源部分公共阻抗的影響。多個(gè)電源引腳，可以減小電源部分公共阻抗的影響。就近連接去耦電容是十分重要的，必要的情況下，有時(shí)不得不采取“極端”的做法。電源電源地地鐵氧體鐵氧體注意鐵氧體安裝的位置注意鐵氧體安裝的位置接地線面接地線面細(xì)線細(xì)線粗線粗線用鐵氧體增加用鐵氧體增加電源端阻抗電源端阻抗用細(xì)線增加電用細(xì)線增加電源端阻抗源端阻抗提高電源去耦的效果之二提高電源去耦的效果之二課堂討論：為什么很多模數(shù)混合系統(tǒng)都建議課堂討論：為什么很多模數(shù)混合系統(tǒng)都建議將數(shù)字地與模擬地分開(kāi)？將數(shù)字地與模擬地分開(kāi)？ADCCPU模擬系統(tǒng)很容易受到數(shù)字電路的干擾課堂討論：為什么數(shù)字電路容易產(chǎn)生干擾？課堂討論：為什么數(shù)字電路容易產(chǎn)

25、生干擾？數(shù)字信號(hào)自身的特點(diǎn)決定了數(shù)字電路是一個(gè)非常嚴(yán)重的干擾源，特別是高速數(shù)字電路。公共阻抗干擾小結(jié)公共阻抗干擾小結(jié)噪聲電流流過(guò)系統(tǒng)之間的公共阻抗，就可能產(chǎn)生公共阻抗干擾。公共阻抗干擾與傳導(dǎo)干擾，定義上各有側(cè)重，不要混淆。由于電源引線就存在公共阻抗，因此公共阻抗干擾是普遍存在的。抑制公共阻抗干擾的關(guān)鍵有兩點(diǎn)：減小公共阻抗、減小流過(guò)公共阻抗的噪聲電流。公共阻抗干擾對(duì)于不同的系統(tǒng)可能有不同的影響。iaMubabMjI IU U系統(tǒng)間通過(guò)磁場(chǎng)傳遞的干擾，就是電感耦合干擾（磁場(chǎng)耦合干擾）3 3 電感耦合干擾電感耦合干擾根據(jù)電感耦合的定性公式，可以總結(jié)出以下特點(diǎn)：abMjI IU U主要通過(guò)磁場(chǎng)傳播，與

26、系統(tǒng)間的互感有關(guān)。干擾磁場(chǎng)主要由干擾電流產(chǎn)生，與電流大小有關(guān)。與干擾電流的頻率有關(guān)。電感耦合干擾的特點(diǎn)電感耦合干擾的特點(diǎn)根據(jù)電感耦合干擾的特點(diǎn)，可以總結(jié)出以下抑制措施：減小系統(tǒng)間的互感改變系統(tǒng)間的相對(duì)位置阻擋磁力線磁屏蔽降低系統(tǒng)阻抗減小干擾電壓的影響電感耦合干擾的抑制電感耦合干擾的抑制減小系統(tǒng)之間的互感，抑制電感耦合干擾減小系統(tǒng)之間的互感，抑制電感耦合干擾減小系統(tǒng)間的互感，是抑制電感耦合干擾最直接的方法；具體的做法包括增大系統(tǒng)之間的距離，改變系統(tǒng)之間的相對(duì)位置等；在體積和范圍沒(méi)有太大限制的場(chǎng)合，不失是一個(gè)十分有效和簡(jiǎn)單的方法，并得到廣泛采用；其應(yīng)用范圍和有效性有時(shí)會(huì)受到很大的限制，特別是在一些

27、裝置和電子產(chǎn)品中；H1磁場(chǎng)屏蔽主要是依賴高導(dǎo)磁材料所具有的低磁阻，對(duì)磁通起著分路的作用，使得屏蔽體內(nèi)部的磁場(chǎng)大大減弱。磁場(chǎng)屏蔽通常是對(duì)直流或甚低頻磁場(chǎng)的屏蔽，其效果比對(duì)電場(chǎng)屏蔽和電磁場(chǎng)屏蔽要差得多，因此磁場(chǎng)屏蔽是個(gè)棘手的問(wèn)題。磁場(chǎng)屏蔽的關(guān)鍵是減少屏蔽體的磁阻：選用高導(dǎo)磁率的材料，如坡莫合金；增加屏蔽體的壁厚；磁磁場(chǎng)場(chǎng)屏屏蔽蔽笨重、昂貴屏蔽板渦流渦流產(chǎn)生的磁場(chǎng)抵消了部分干擾磁場(chǎng)，從而保護(hù)了系統(tǒng)。為了提高利用渦流抑制高頻磁場(chǎng)干擾的效果，有什么方法？提高屏蔽層的導(dǎo)電性；保證電流通路的完整；確保屏蔽層與磁場(chǎng)的相對(duì)位置；對(duì)付高頻磁場(chǎng)干擾，還有更好的方法對(duì)付高頻磁場(chǎng)干擾，還有更好的方法變壓器利用渦流進(jìn)行磁

28、場(chǎng)屏蔽實(shí)例變壓器利用渦流進(jìn)行磁場(chǎng)屏蔽實(shí)例注意屏蔽層的包裹方式。它為什么要這樣包裹？這是一個(gè)音頻功放中使用的工頻變壓器；在高頻開(kāi)關(guān)電源中，利用渦流進(jìn)行高頻磁場(chǎng)屏蔽更加普遍；抑制低頻電感耦合干擾的限制抑制低頻電感耦合干擾的限制什么情況下利用渦流抑制電感耦合干擾效果更好？對(duì)于頻率越高的電感耦合干擾，感應(yīng)產(chǎn)生的渦流越大，抵消的磁場(chǎng)也越強(qiáng)，抑制效果越好。高頻電感耦合干擾借助渦流效應(yīng)，比較容易消除。但是，對(duì)于低頻電感耦合干擾，如果還想利用渦流進(jìn)行抑制，會(huì)有什么限制？對(duì)導(dǎo)體的導(dǎo)電率提出非常苛刻的要求，難以實(shí)現(xiàn)。抑制低頻電感耦合干擾，磁屏蔽往往是唯一選擇。從而不得不承受笨重、“愚蠢”的屏蔽體。低頻磁場(chǎng)屏蔽產(chǎn)品

29、低頻磁場(chǎng)屏蔽產(chǎn)品磁屏蔽材料的頻率特性磁屏蔽材料的頻率特性151015坡莫合金坡莫合金 金屬金屬鎳鋼鎳鋼冷軋鋼冷軋鋼 0.01 0.1 1.0 10 100 kHzr 103沒(méi)有一種材料可以滿足從低頻到高頻范圍磁屏蔽的需要。磁屏蔽設(shè)計(jì)實(shí)例磁屏蔽設(shè)計(jì)實(shí)例高導(dǎo)電材料高導(dǎo)磁材料高導(dǎo)電材料電磁兼容領(lǐng)域的“綜合治理”發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，綜合對(duì)付干擾。雙絞線對(duì)外界磁場(chǎng)有一定的抑制作用。雙絞線也可以抑制自身電流產(chǎn)生的干擾磁場(chǎng)。磁場(chǎng)屏蔽的效果與“絞距”有關(guān)。利用雙絞線實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)屏蔽利用雙絞線實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)屏蔽減小敏感系統(tǒng)的阻抗減小敏感系統(tǒng)的阻抗對(duì)于同樣大小的電感耦合干擾，系統(tǒng)的阻抗越小，干擾產(chǎn)生的影響也就越小。這和我們前面說(shuō)

30、過(guò)的什么概念是吻合的？電感耦合干擾進(jìn)入系統(tǒng)之后，轉(zhuǎn)變成了傳導(dǎo)干擾。能不能找出這種方法的一個(gè)實(shí)例？示波器探頭對(duì)空間中廣泛存在的50Hz磁場(chǎng)耦合干擾非常敏感，但在進(jìn)行正常的實(shí)際測(cè)量時(shí)，卻影響不大?！半姼旭詈细蓴_電感耦合干擾”小結(jié)小結(jié)電感耦合干擾是由于系統(tǒng)間存在磁場(chǎng)耦合、其中一個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)通過(guò)磁場(chǎng)耦合進(jìn)入另一個(gè)系統(tǒng)形成的。電感耦合干擾的特點(diǎn)有三個(gè)：與系統(tǒng)間互感有關(guān)、與（產(chǎn)生）磁場(chǎng)（的電流）大小有關(guān)、與電流的頻率有關(guān)。分析和抑制電感耦合干擾直接從其三個(gè)特點(diǎn)下手。適當(dāng)改變系統(tǒng)之間的相對(duì)位置，減小互感是首先需要考慮的措施，磁場(chǎng)屏蔽實(shí)現(xiàn)受到很多限制。利用渦流抑制電感耦合干擾的方法非常簡(jiǎn)單，但只對(duì)頻率較高

31、的干擾有效。低頻電感耦合干擾是比較難以抑制和消除的。4 4 電容耦合干擾電容耦合干擾VEVCsZinUnUn=?所謂“電容耦合干擾”，就是系統(tǒng)間通過(guò)電場(chǎng)耦合的干擾，因此也稱為“電場(chǎng)耦合干擾”。根據(jù)電容耦合的定性公式，總結(jié)出以下特點(diǎn)：VCsjZZVZZZininCsininn1U U通過(guò)電場(chǎng)傳播，與系統(tǒng)間分布電容有關(guān)。干擾電場(chǎng)主要由干擾電壓產(chǎn)生，與電壓大小有關(guān)。與干擾電壓的頻率有關(guān)。與系統(tǒng)的對(duì)地阻抗有關(guān)。電容耦合干擾的特點(diǎn)電容耦合干擾的特點(diǎn)電容耦合干擾的抑制電容耦合干擾的抑制根據(jù)電容耦合干擾的特點(diǎn)，可以總結(jié)出以下抑制措施：減小系統(tǒng)間的分布電容改變系統(tǒng)間的相對(duì)位置。阻擋電力線電場(chǎng)屏蔽（靜電屏蔽）。

32、降低系統(tǒng)的對(duì)地阻抗減小干擾電壓的影響。減小系統(tǒng)間分布電容，抑制電容耦合干擾減小系統(tǒng)間分布電容，抑制電容耦合干擾減小系統(tǒng)間的分布電容，是抑制電容耦合干擾最直接的方法；最常用的做法包括增大系統(tǒng)之間的距離；在體積和范圍沒(méi)有太大限制的場(chǎng)合，不失是一個(gè)十分有效和簡(jiǎn)單的方法，并得到廣泛采用；其應(yīng)用范圍和有效性有時(shí)會(huì)受到很大的限制，特別是在一些裝置和電子產(chǎn)品中；電場(chǎng)屏蔽（靜電屏蔽）電場(chǎng)屏蔽（靜電屏蔽）+-+-+-+ +所謂電場(chǎng)屏蔽，就是利用處于零電位的金屬體，對(duì)電場(chǎng)進(jìn)行“阻隔”屏蔽。電場(chǎng)屏蔽的特點(diǎn)電場(chǎng)屏蔽的特點(diǎn)電場(chǎng)屏蔽具有“雙向”性，既能阻擋外部電場(chǎng)的進(jìn)入，也能阻擋內(nèi)部電場(chǎng)的外泄。屏蔽體要求良好接地（零電位點(diǎn)）。屏蔽體的厚度沒(méi)有要求。要求屏蔽體有良好的導(dǎo)電性和完整性？為了保證屏蔽體的零電位，對(duì)付高頻的電場(chǎng)耦合干擾，必須提高屏蔽體的導(dǎo)電性和完整性。CsCs1Cs2通風(fēng)口顯示窗鍵盤(pán)指示燈電纜插座調(diào)節(jié)旋鈕電源線縫隙在實(shí)際的產(chǎn)品裝置中，靜電屏蔽的完整性受到很大的限制?！半娙蓠詈细蓴_電容耦合干擾”小結(jié)小結(jié)電容耦合干擾是由于一個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生的電場(chǎng)進(jìn)入另一個(gè)系統(tǒng)形成的。特點(diǎn)有四個(gè)：與分布電容有關(guān)、與（產(chǎn)生）電場(chǎng)（的電壓）大小有關(guān)、與（電場(chǎng)）電壓的頻率有關(guān)、與系統(tǒng)的對(duì)