第三章干擾噪聲及其抑制2015

1、微弱信號(hào)檢測(cè)微弱信號(hào)檢測(cè)3 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制 (如如疾病與防治疾病與防治) (電磁兼容性電磁兼容性EMC）3.1 環(huán)境干擾噪聲（環(huán)境干擾噪聲（what？） 3.1.1 干擾噪聲源干擾噪聲源(1) 電力線噪聲電力線噪聲: 尖峰脈沖，工頻電磁場(chǎng)，電尖峰脈沖，工頻電磁場(chǎng)，電網(wǎng)電壓波動(dòng)網(wǎng)電壓波動(dòng)(2) 電器設(shè)備噪聲電器設(shè)備噪聲: 放電（輝光、弧光、火花、放電（輝光、弧光、火花、電暈）噪聲電暈）噪聲 (3) 射頻噪聲射頻噪聲 (4) 接地電位差噪聲接地電位差噪聲( (共模共模) ) (5) 雷電噪聲雷電噪聲 (6) 天體噪聲天體噪聲 (7) 機(jī)械噪聲機(jī)械噪聲: 摩擦、壓電、顫噪等效應(yīng)噪聲

2、，摩擦、壓電、顫噪等效應(yīng)噪聲，導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) (8) 其他噪聲其他噪聲: 電化學(xué)、溫度、觸點(diǎn)等噪聲電化學(xué)、溫度、觸點(diǎn)等噪聲13 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.1 環(huán)境干擾噪聲環(huán)境干擾噪聲 3.1.2 干擾噪聲的譜分布（疾病的特點(diǎn)分布）干擾噪聲的譜分布（疾病的特點(diǎn)分布）23 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.2 干擾耦合途徑（干擾耦合途徑（如何傳播？如何傳播？） 3.2.1 傳導(dǎo)耦合與公共阻抗耦合傳導(dǎo)耦合與公共阻抗耦合 (1) 傳導(dǎo)耦合傳導(dǎo)耦合:(長(zhǎng)長(zhǎng))導(dǎo)線傳導(dǎo)引入干擾噪聲導(dǎo)線傳導(dǎo)引入干擾噪聲 有效方法有效方法:去耦和濾波去耦和濾波 (2) 公共阻抗耦合公共阻抗耦合

3、:如公共電源、地線等如公共電源、地線等3電路電路1電路電路2ZCZGVCi2 2BAi1 1交流電阻或有效電阻交流電阻或有效電阻(Effective Resistance)P107 電阻量的概念電阻量的概念利用合適的接地措施利用合適的接地措施3 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.2 干擾耦合途徑干擾耦合途徑 3.2.2 （交流）電源耦合（交流）電源耦合4抑制方法抑制方法 輸入濾波；選擇低噪聲、低輸出阻抗的電源輸入濾波；選擇低噪聲、低輸出阻抗的電源P108 壓敏電阻的作用及其原理壓敏電阻的作用及其原理金屬箔屏蔽層金屬箔屏蔽層不共地不共地濾波抑制射頻干擾濾波抑制射頻干擾3 干擾噪聲及其抑制干擾噪

4、聲及其抑制3.2 干擾耦合途徑干擾耦合途徑 3.2.3 電場(chǎng)耦合（電場(chǎng)耦合（容性耦合容性耦合）5數(shù)字信號(hào)經(jīng)電場(chǎng)耦合的波形數(shù)字信號(hào)經(jīng)電場(chǎng)耦合的波形1ii212Vjf R Cujf R C串：12iCRfjCuRfVi12信號(hào)的頻率信號(hào)的頻率輸入阻抗輸入阻抗電場(chǎng)耦合噪聲一般表現(xiàn)為導(dǎo)線對(duì)地的電壓電場(chǎng)耦合噪聲一般表現(xiàn)為導(dǎo)線對(duì)地的電壓3 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.2 干擾耦合途徑干擾耦合途徑 3.2.3 電場(chǎng)耦合電場(chǎng)耦合5噪聲源功率譜噪聲源功率譜放大器器輸入端放大器器輸入端的噪聲源功率譜的噪聲源功率譜2i2ii1112212CRfjfSCRfjCRfjfSuVfSfSuuuV)()()()(放

5、大器的輸入阻抗是非常關(guān)鍵的放大器的輸入阻抗是非常關(guān)鍵的?3 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.2 干擾耦合途徑干擾耦合途徑 3.2.4 磁場(chǎng)耦合（磁場(chǎng)耦合（電感性耦合或互感耦合電感性耦合或互感耦合） (1) 電磁感應(yīng)耦合電磁感應(yīng)耦合 (2) 互感耦合互感耦合6dtdiM12相關(guān)的計(jì)算公式及簡(jiǎn)單計(jì)算見(jiàn)書(shū)相關(guān)的計(jì)算公式及簡(jiǎn)單計(jì)算見(jiàn)書(shū)P1133 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.2 干擾耦合途徑干擾耦合途徑 3.2.4 磁場(chǎng)耦合磁場(chǎng)耦合 (1) 電磁感應(yīng)耦合電磁感應(yīng)耦合 (2) 互感耦合互感耦合7fffSMd)(220i122LddLLMss1220ln12420sdhLMln互感耦合還要受到附

6、近的第三個(gè)電路導(dǎo)體的影響互感耦合還要受到附近的第三個(gè)電路導(dǎo)體的影響.第三個(gè)電路導(dǎo)體的阻抗越低第三個(gè)電路導(dǎo)體的阻抗越低,則對(duì)互感的影響越大則對(duì)互感的影響越大.3 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.2 干擾耦合途徑干擾耦合途徑 3.2.4 磁場(chǎng)耦合磁場(chǎng)耦合 (1) 電磁感應(yīng)耦合電磁感應(yīng)耦合 (2) 互感耦合互感耦合 (3) 磁場(chǎng)耦合干擾的抑制（磁場(chǎng)耦合干擾的抑制（同電場(chǎng)耦合的不同同電場(chǎng)耦合的不同）8磁場(chǎng)耦合噪聲一般表現(xiàn)為與信號(hào)相串聯(lián)的感生電壓磁場(chǎng)耦合噪聲一般表現(xiàn)為與信號(hào)相串聯(lián)的感生電壓3 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.2 干擾耦合途徑干擾耦合途徑 3.2.4 磁場(chǎng)耦合磁場(chǎng)耦合 (1) 電磁

7、感應(yīng)耦合電磁感應(yīng)耦合 (2) 互感耦合互感耦合 (3) 磁場(chǎng)耦合干擾的抑制磁場(chǎng)耦合干擾的抑制8磁屏蔽（漏磁）磁屏蔽（漏磁）3 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.2 干擾耦合途徑干擾耦合途徑 3.2.5 電磁輻射耦合（電磁輻射耦合（射頻噪音和天體噪音的主要耦合方式）射頻噪音和天體噪音的主要耦合方式）9直線發(fā)射器直線發(fā)射器圓環(huán)發(fā)射器圓環(huán)發(fā)射器6010628302rILfrILfEesin.sin1322210230m1013160rIAfrIAfEsin.sin頻率越高頻率越高,電磁輻射場(chǎng)的強(qiáng)度越高電磁輻射場(chǎng)的強(qiáng)度越高利用導(dǎo)體屏蔽罩來(lái)抑制利用導(dǎo)體屏蔽罩來(lái)抑制3 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3

8、.3 屏敝屏敝(最有效的手段最有效的手段,高導(dǎo)電或?qū)Т挪牧细邔?dǎo)電或?qū)Т挪牧? 3.3.1 場(chǎng)傳播與波阻抗場(chǎng)傳播與波阻抗 (1) 波阻抗及隨距離的變化波阻抗及隨距離的變化10HEZW377000HEZ波阻波阻抗抗感應(yīng)場(chǎng)感應(yīng)場(chǎng)輻射場(chǎng)輻射場(chǎng)過(guò)度區(qū)過(guò)度區(qū)在靠近干擾源的地方，場(chǎng)的性質(zhì)主要取決于在靠近干擾源的地方，場(chǎng)的性質(zhì)主要取決于干擾源的性質(zhì)，在遠(yuǎn)離干擾源的性質(zhì)，在遠(yuǎn)離傳播介質(zhì)。傳播介質(zhì)。結(jié)論:近場(chǎng)近場(chǎng):當(dāng)干擾源小電流高電壓時(shí),近場(chǎng)以電場(chǎng)為主,波阻抗較高為,干擾主要以容性耦合容性耦合引入;當(dāng)干擾源為大電流低電壓時(shí),近場(chǎng)以磁場(chǎng)為主,波阻抗較低,干擾主要以感性耦合感性耦合引入;波阻抗的定義，特征阻抗等波阻抗

9、的定義，特征阻抗等參見(jiàn)參見(jiàn)P119-121 3 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.3 屏敝屏敝 3.3.1 場(chǎng)傳播與波阻抗場(chǎng)傳播與波阻抗 (2) 小型發(fā)射天線的輻射場(chǎng)小型發(fā)射天線的輻射場(chǎng)113 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.3 屏敝屏敝 3.3.1 場(chǎng)傳播與波阻抗場(chǎng)傳播與波阻抗 (3) 介質(zhì)的波阻抗介質(zhì)的波阻抗12rfjZ0E21rfjZ0M21空氣中近場(chǎng)波阻抗空氣中近場(chǎng)波阻抗介質(zhì)中平面波波阻抗介質(zhì)中平面波波阻抗fjfjZ22W介質(zhì)磁導(dǎo)率介質(zhì)磁導(dǎo)率介質(zhì)電容率介質(zhì)電容率介質(zhì)電導(dǎo)率介質(zhì)電導(dǎo)率fjZ2W導(dǎo)體中導(dǎo)體中WZ絕緣體中絕緣體中3 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.3 屏敝屏敝 3.

10、3.2 屏蔽層的吸收損耗屏蔽層的吸收損耗13xxEEe0%.78836e10660100rrHHEEffxx介質(zhì)內(nèi)電磁波強(qiáng)度介質(zhì)內(nèi)電磁波強(qiáng)度(深度深度x)(.lglg)(dB1326982020rr00fxxHHEExAxx吸收損耗吸收損耗xxHHe0參數(shù)理解參數(shù)理解集膚深度集膚深度3 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.3 屏敝屏敝 3.3.3 屏蔽層的反射損耗屏蔽層的反射損耗 (1) 電磁波在界面處的反射與透射電磁波在界面處的反射與透射14122122ZZZEE121122ZZZHH12122ZZEE212HH時(shí)時(shí)12ZZ 絕緣體絕緣體導(dǎo)體導(dǎo)體3 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.3 屏

11、敝屏敝 3.3.3 屏蔽層的反射損耗屏蔽層的反射損耗 (2) 電磁波穿透屏蔽層（電磁波穿透屏蔽層（兩種損耗）152wswsstisit4ZZZZEEEEEEwsitit4ZZHHEE時(shí)時(shí)wsZZ絕緣體絕緣體導(dǎo)體導(dǎo)體2wswsstisit4ZZZZHHHHHH結(jié) 論1:1:對(duì)電場(chǎng)的反射衰減主要發(fā)生在從空對(duì)電場(chǎng)的反射衰減主要發(fā)生在從空氣到金屬的入射面氣到金屬的入射面. .2:2:對(duì)磁場(chǎng)的反射衰減主要發(fā)生在從金對(duì)磁場(chǎng)的反射衰減主要發(fā)生在從金屬到空氣的出射面屬到空氣的出射面. .因此對(duì)電場(chǎng)的屏蔽可以利用很薄的金因此對(duì)電場(chǎng)的屏蔽可以利用很薄的金屬材料屬材料, ,而對(duì)磁場(chǎng)的屏蔽還要利用高導(dǎo)而對(duì)磁場(chǎng)的屏蔽還

12、要利用高導(dǎo)磁率材料的吸收作用磁率材料的吸收作用. .3 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.3 屏敝屏敝 3.3.3 屏蔽層的反射損耗屏蔽層的反射損耗 (3) 反射損耗反射損耗16wsitit4202020ZZHHEERlglglg3 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.3 屏敝屏敝 3.3.3 屏蔽層的反射損耗屏蔽層的反射損耗 (3) 遠(yuǎn)場(chǎng)（平面波）反射損耗遠(yuǎn)場(chǎng)（平面波）反射損耗17fffffjZZZZZZRrrrr12rrss0sws102168107128539103771053921053922025942020437720377420420420lg.lg.lg.lg.lg.lglg

13、lglglglg3 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.3 屏敝屏敝 3.3.3 屏蔽層的反射損耗屏蔽層的反射損耗 (4) 近場(chǎng)反射損耗近場(chǎng)反射損耗18r33rs0E10322820rfZrfRlglg電場(chǎng)為主電場(chǎng)為主磁場(chǎng)為主磁場(chǎng)為主r2r0sM106142420rfrfZRlg.lg3 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.3 屏敝屏敝 3.3.4 屏蔽效果屏蔽效果 (1) 屏蔽總效果屏蔽總效果19AAxjsAeZZZZB2010122swsw10230102110120.)().cos(lglgsBRAHHEEStiti2020lglg校正系數(shù)校正系數(shù)反射損耗反射損耗吸收損耗吸收損耗時(shí)時(shí)ws

14、ZZ絕緣體絕緣體導(dǎo)體導(dǎo)體 當(dāng)吸收損耗當(dāng)吸收損耗 A 足夠大足夠大( (屏蔽層的厚度屏蔽層的厚度xs和電、磁導(dǎo)率足夠大和電、磁導(dǎo)率足夠大) )時(shí)，由于屏蔽層內(nèi)多次反射而產(chǎn)生的校正系數(shù)時(shí)，由于屏蔽層內(nèi)多次反射而產(chǎn)生的校正系數(shù) Bs 可以忽略?？梢院雎?。3 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.3 屏敝屏敝 3.3.4 屏蔽效果屏蔽效果 (2) 多層屏蔽多層屏蔽20解釋原因？解釋原因？3 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.3 屏敝屏敝 3.3.4 屏蔽效果屏蔽效果 (3) 屏蔽層上的開(kāi)孔和接縫屏蔽層上的開(kāi)孔和接縫21漏磁漏磁3 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.3 屏敝屏敝 3.3.4 屏蔽效果屏

15、蔽效果 (4) 屏蔽層上的波導(dǎo)管：屏蔽層上的波導(dǎo)管：22)(.Hz1017509cdf)(dB32dlS 3cff(5) 屏蔽效果小結(jié)屏蔽效果小結(jié) P129 將開(kāi)口作成波導(dǎo)管將開(kāi)口作成波導(dǎo)管干擾場(chǎng)衰減大干擾場(chǎng)衰減大3 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.4 屏敝電纜的接地屏敝電纜的接地 3.4.1 電纜屏蔽層與芯線間的耦合電纜屏蔽層與芯線間的耦合 (1) 耦合模型耦合模型: 參數(shù)的定義參數(shù)的定義23is產(chǎn)生的磁通產(chǎn)生的磁通ssiL屏蔽層電感量屏蔽層電感量屏蔽層與芯線間的互感屏蔽層與芯線間的互感siMsLM 屏蔽層電阻屏蔽層電阻定義定義ssssLjRiVi=jwMis3 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲

16、及其抑制3.4 屏敝電纜的接地屏敝電纜的接地(屏蔽層單點(diǎn)接地屏蔽層單點(diǎn)接地,WHY?) 3.4.1 電纜屏蔽層與芯線間的耦合電纜屏蔽層與芯線間的耦合 (2) 屏蔽層截止頻率屏蔽層截止頻率 fc24ssssLjRisssiiLjMijsLM 屏蔽層電阻屏蔽層電阻ssssisssssi11LRjLjRLjRLj2c22ss2ssssissi11121111111fffLRLRLRj截止頻率截止頻率感應(yīng)到芯線感應(yīng)到芯線上的電壓上的電壓3 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.4 屏敝電纜的接地屏敝電纜的接地(屏蔽層單點(diǎn)接地屏蔽層單點(diǎn)接地,WHY?) 3.4.1 電纜屏蔽層與芯線間的耦合電纜屏蔽層與芯線

17、間的耦合 (2) 屏蔽層截止頻率屏蔽層截止頻率 fc：物理意義物理意義242csi11ff屏蔽層電流引起的輸入噪聲屏蔽層電流引起的輸入噪聲ssnsRLjinsssssssssnRLjRRiMijRLjiu)(213 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.4 屏敝電纜的接地屏敝電纜的接地 3.4.2 接地抑制接地抑制電場(chǎng)電場(chǎng)耦合噪聲（耦合噪聲（減小耦合電容減小耦合電容） (1) 無(wú)屏敝導(dǎo)線間的容性耦合無(wú)屏敝導(dǎo)線間的容性耦合251G221uCCRjRCju)()(G21CCR1G22uCCCu12RCuju)(G21CCR2G2121)(CCRRCuu與頻率無(wú)關(guān)與頻率無(wú)關(guān)與頻率成線性與頻率成線性放大

18、器對(duì)地輸放大器對(duì)地輸入電阻入電阻3 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.4 屏敝電纜的接地屏敝電纜的接地 3.4.2 接地抑制接地抑制電場(chǎng)電場(chǎng)耦合噪聲耦合噪聲 (1) 無(wú)屏敝導(dǎo)線間的容性耦合無(wú)屏敝導(dǎo)線間的容性耦合252G2121)(CCRRCuu 結(jié)結(jié) 論論 與與 措措 施施 容性耦合的敏感度取決于分布電容容性耦合的敏感度取決于分布電容 放大器接收到的干擾噪聲強(qiáng)度正比放大器接收到的干擾噪聲強(qiáng)度正比于噪聲源的強(qiáng)度于噪聲源的強(qiáng)度 高阻輸入回路電場(chǎng)耦合的影響更為高阻輸入回路電場(chǎng)耦合的影響更為嚴(yán)重嚴(yán)重 信號(hào)線遠(yuǎn)離干擾線信號(hào)線遠(yuǎn)離干擾線,避免平行布線避免平行布線,且信號(hào)線越短越好且信號(hào)線越短越好. 采取

19、措施克服電場(chǎng)干擾采取措施克服電場(chǎng)干擾 前置放大器的輸入阻抗應(yīng)盡量小前置放大器的輸入阻抗應(yīng)盡量小3 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.4 屏敝電纜的接地屏敝電纜的接地 3.4.2 接地抑制接地抑制電場(chǎng)電場(chǎng)耦合噪聲耦合噪聲 (2) 有屏敝導(dǎo)線間的容性耦合有屏敝導(dǎo)線間的容性耦合261S2G221uCCCRjRCju)()(S2G21CCCR1S2G22uCCCCu12RCuju)(S2G21CCCR遠(yuǎn)小于無(wú)屏蔽遠(yuǎn)小于無(wú)屏蔽公式形式相似公式形式相似,但參數(shù)有變化但參數(shù)有變化較小（裸露部分）較?。懵恫糠郑? 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.4 屏敝電纜的接地屏敝電纜的接地 3.4.2 接地抑制接

20、地抑制電場(chǎng)電場(chǎng)耦合噪聲耦合噪聲 (2) 有屏敝導(dǎo)線間的容性耦合有屏敝導(dǎo)線間的容性耦合26 注意注意 只有把屏蔽層連接到電路地時(shí)屏蔽才會(huì)更有效只有把屏蔽層連接到電路地時(shí)屏蔽才會(huì)更有效. 應(yīng)該避免雜散應(yīng)該避免雜散 (噪聲噪聲)電流流過(guò)屏蔽層電流流過(guò)屏蔽層. 當(dāng)有多個(gè)獨(dú)立屏蔽時(shí)當(dāng)有多個(gè)獨(dú)立屏蔽時(shí),應(yīng)串聯(lián)后再連接到信號(hào)地應(yīng)串聯(lián)后再連接到信號(hào)地.3 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.4 屏敝電纜的接地屏敝電纜的接地 3.4.3 接地抑制接地抑制磁場(chǎng)磁場(chǎng)耦合噪聲（耦合噪聲（改變感生電流的路改變感生電流的路徑，減小感應(yīng)面積，接地方式很關(guān)鍵徑，減小感應(yīng)面積，接地方式很關(guān)鍵） (1) 信號(hào)兩端接地信號(hào)兩端接地

21、, ,屏蔽不接地或單點(diǎn)接地屏蔽不接地或單點(diǎn)接地27對(duì)噪聲磁場(chǎng)僅存在吸收（渦流）和反射衰減對(duì)噪聲磁場(chǎng)僅存在吸收（渦流）和反射衰減結(jié)論結(jié)論:在這種情況下在這種情況下,屏蔽層除了對(duì)干擾磁場(chǎng)的吸收衰減屏蔽層除了對(duì)干擾磁場(chǎng)的吸收衰減和反射衰減外和反射衰減外,屏蔽層沒(méi)有產(chǎn)生附加的衰減作用屏蔽層沒(méi)有產(chǎn)生附加的衰減作用3 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.4 屏敝電纜的接地屏敝電纜的接地 3.4.3 接地抑制磁場(chǎng)耦合噪聲接地抑制磁場(chǎng)耦合噪聲 (2) 信號(hào)信號(hào)和和屏蔽層均兩端接地屏蔽層均兩端接地c281sssiLRjji/01sss)()(MjiRLjisscLR感應(yīng)電流流回信號(hào)線有兩個(gè)通路：經(jīng)屏蔽層，經(jīng)地線

22、感應(yīng)電流流回信號(hào)線有兩個(gè)通路：經(jīng)屏蔽層，經(jīng)地線當(dāng)當(dāng)時(shí)時(shí)s1ii3 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.4 屏敝電纜的接地屏敝電纜的接地 3.4.3 接地抑制磁場(chǎng)耦合噪聲接地抑制磁場(chǎng)耦合噪聲 (2) 信號(hào)信號(hào)和和屏蔽層均兩端接地屏蔽層均兩端接地28sscLRiG0區(qū)域區(qū)域iG0時(shí)的面積時(shí)的面積3 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.4 屏敝電纜的接地屏敝電纜的接地 3.4.3 接地抑制磁場(chǎng)耦合噪聲接地抑制磁場(chǎng)耦合噪聲 (3) 信號(hào)信號(hào)和和屏蔽層均兩端接地的屏蔽層均兩端接地的缺限缺限29信號(hào)不接地時(shí)的等效電路信號(hào)不接地時(shí)的等效電路高頻噪聲影響嚴(yán)重高頻噪聲影響嚴(yán)重ssGsRLjuiGssGssssn

23、uLRjjuRLjLjMiju兩地間存在兩地間存在噪聲電壓時(shí)噪聲電壓時(shí)同時(shí)地電位差的影響很?chē)?yán)重同時(shí)地電位差的影響很?chē)?yán)重3 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.4 屏敝電纜的接地屏敝電纜的接地 3.4.3 接地抑制磁場(chǎng)耦合噪聲接地抑制磁場(chǎng)耦合噪聲 (4) 信號(hào)信號(hào)和和屏蔽層均單點(diǎn)接地屏蔽層均單點(diǎn)接地30不會(huì)引入地電位差不會(huì)引入地電位差,通常當(dāng)頻率低通常當(dāng)頻率低于于1MHZ時(shí)采用此接法時(shí)采用此接法3 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.4 屏敝電纜的接地屏敝電纜的接地 3.4.3 接地抑制磁場(chǎng)耦合噪聲接地抑制磁場(chǎng)耦合噪聲 (5) 屏蔽層混合接地屏蔽層混合接地31阻斷低頻噪聲阻斷低頻噪聲通常高頻時(shí)采

24、用此接法通常高頻時(shí)采用此接法:屏蔽層多點(diǎn)接地屏蔽層多點(diǎn)接地(分段分段),以克服集膚效應(yīng)引起的屏蔽層阻抗的增加以克服集膚效應(yīng)引起的屏蔽層阻抗的增加3 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.4 屏敝電纜的接地屏敝電纜的接地 3.4.4屏蔽層屏蔽層接地點(diǎn)接地點(diǎn)的選擇的選擇 (1) 放大器接地信號(hào)源浮空：放大器接地信號(hào)源浮空：屏蔽層連接到放大器的公共端屏蔽層連接到放大器的公共端32)(G2G121112uuCCCuG121112uCCCu無(wú)無(wú)關(guān)關(guān)、與與G2G112uuu3 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.4 屏敝電纜的接地屏敝電纜的接地 3.4.4屏蔽層接地的選擇屏蔽層接地的選擇 (2) 放大器浮空

25、信號(hào)源接地放大器浮空信號(hào)源接地屏蔽層連接到信號(hào)源的公共端屏蔽層連接到信號(hào)源的公共端32)(G2G121112uuCCCuG121112uCCCu無(wú)無(wú)關(guān)關(guān)、與與G2G112uuu3.5 電路接地電路接地 “地地”的概念？的概念？ 等電位等電位點(diǎn)點(diǎn)3 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制 為什么？接地目的為什么？接地目的：減少多個(gè)電路的電流流經(jīng)公共阻抗產(chǎn)生的噪聲電；：減少多個(gè)電路的電流流經(jīng)公共阻抗產(chǎn)生的噪聲電；：減少信號(hào)回路感應(yīng)磁場(chǎng)噪音的面積；：減少信號(hào)回路感應(yīng)磁場(chǎng)噪音的面積；：消除地電位差：消除地電位差采用的常見(jiàn)措施采用的常見(jiàn)措施：采用低功耗器件，減少流經(jīng)地的電流；：采用低功耗器件，減少流經(jīng)地的電流

26、；：電源濾波，使電流變得平滑；：電源濾波，使電流變得平滑；：地線加粗，面積加大，減少阻抗。但注意高頻的：地線加粗，面積加大，減少阻抗。但注意高頻的集膚效應(yīng)。集膚效應(yīng)。3 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.5 電路接地電路接地 3.5.1 電路的接地方式電路的接地方式 (1) 串行單點(diǎn)接地串行單點(diǎn)接地33電路電路1電路電路2電路電路3i2i3i1Z2Z3Z1ABC1321AZiiiu)(2321321BZiiZiiiu)()(332321321CZiZiiZiiiu)()( 大功率回路對(duì)小功率回路影響極大，微弱信號(hào)檢測(cè)電路大功率回路對(duì)小功率回路影響極大，微弱信號(hào)檢測(cè)電路切不可采用這種接地方式。

27、尤其是模、數(shù)混合電路。切不可采用這種接地方式。尤其是模、數(shù)混合電路。3 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.5 電路接地電路接地 3.5.1 電路的接地方式電路的接地方式 (2) 并行單點(diǎn)接地并行單點(diǎn)接地34電路電路1電路電路2電路電路3i2i3i1Z2Z3Z1ABC11AZiu22BZiu33CZiu 低頻特性較好低頻特性較好(1MHz以下適用以下適用)，但各接地回路存在天線效應(yīng)，但各接地回路存在天線效應(yīng)，高頻回路輻射明顯，也易受高頻噪聲干擾。成本高，布線難高頻回路輻射明顯，也易受高頻噪聲干擾。成本高，布線難3 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.5 電路接地電路接地 3.5.1 電路的接地

28、方式電路的接地方式(3) 多點(diǎn)接多點(diǎn)接板板地：地：集膚效應(yīng)的存在注重的是表面積而不是厚度集膚效應(yīng)的存在注重的是表面積而不是厚度35電路電路1電路電路2電路電路3高頻接地阻抗小，但低頻特性不如單點(diǎn)并行接地。高頻接地阻抗小，但低頻特性不如單點(diǎn)并行接地。盡量短盡量短3 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.5 電路接地電路接地 3.5.1 電路的接地方式電路的接地方式 (4) 混合接地方式（上面良種方法的融合）混合接地方式（上面良種方法的融合）36電路電路1電路電路2電路電路3高頻特性與多點(diǎn)接地板相當(dāng)，低頻相當(dāng)于單點(diǎn)并行接地。高頻特性與多點(diǎn)接地板相當(dāng)，低頻相當(dāng)于單點(diǎn)并行接地。（解釋為什么）（解釋為什么

29、）3 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.5 電路接地電路接地 3.5.2 放大器輸入信號(hào)回路接地放大器輸入信號(hào)回路接地 (1) 兩點(diǎn)接地兩點(diǎn)接地37i1s2RRRRGG22i1sinuRRRRRRRu解決辦法如下：解決辦法如下： 3 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.5 電路接地電路接地 3.5.2 放大器輸入信號(hào)回路接地放大器輸入信號(hào)回路接地 (2) 單點(diǎn)接地單點(diǎn)接地38只存在共模干擾。因?yàn)榕c輸入只存在共模干擾。因?yàn)榕c輸入信號(hào)回路不會(huì)發(fā)生偶合信號(hào)回路不會(huì)發(fā)生偶合3 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.5 電路接地電路接地 3.5.2 放大器輸入信號(hào)回路接地放大器輸入信號(hào)回路接地 (3)

30、差動(dòng)放大（必須分別接地的情況）差動(dòng)放大（必須分別接地的情況）39KuRRRRRRRuuKus12si2i1i2i1BsAsos)(12si2i1RRRRRKuusosG2i2i21si1i1BnAnnuRRRRRRRuuu2i2RR1si1RRR0i2i1GRRR3 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.5 電路接地電路接地 3.5.2 放大器輸入信號(hào)回路接地放大器輸入信號(hào)回路接地 (4) 平衡差動(dòng)放大平衡差動(dòng)放大40只存在共模干擾只存在共模干擾3 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.5 電路接地電路接地 3.5.2 放大器輸入信號(hào)回路接地放大器輸入信號(hào)回路接地 (5) 防護(hù)屏蔽防護(hù)屏蔽 原理原

31、理41共模電壓共模電壓s111gG222111BAABuZZZuuZZZZZZuuu)()(gG222gBuuZZZuu)(gsG111gAuuuZZZuu2121ZZZZs111ABuZZZu3 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.5 電路接地電路接地 3.5.2 放大器輸入信號(hào)回路接地放大器輸入信號(hào)回路接地 (5) 防護(hù)屏蔽防護(hù)屏蔽 放大器浮空式防護(hù)屏蔽放大器浮空式防護(hù)屏蔽42s111ABuZZZu電池供電電池供電?3 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.5 電路接地電路接地 3.5.2 放大器輸入信號(hào)回路接地放大器輸入信號(hào)回路接地 (5) 防護(hù)屏蔽防護(hù)屏蔽 雙屏蔽罩雙屏蔽罩4321221

32、1sBAABZZZZuuuu222111111gGZZZZZZZZZuu2BAguuus111gG222111BAABuZZZuuZZZZZZuuu)(ug)(gG222gBuuZZZuu)(gsG111gAuuuZZZuu3 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.6 其他噪聲抑制技術(shù)其他噪聲抑制技術(shù) 3.6.1 隔離隔離 (1) 變壓器隔離變壓器隔離44電位差不會(huì)形成放大器輸入端的共模噪聲電位差不會(huì)形成放大器輸入端的共模噪聲3 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.6 其他噪聲抑制技術(shù)其他噪聲抑制技術(shù) 3.6.1 隔離隔離 (2) 光電耦合隔離光電耦合隔離45注意：速度、線性度、傳光比、頻率等注意：速度、線性度、傳光比、頻率等3 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.6 其他噪聲抑制技術(shù)其他噪聲抑制技術(shù) 3.6.1 隔離隔離 (3) 隔離放大器隔離放大器463 干擾噪聲及其抑制干擾噪聲及其抑制3.6 其他噪聲