電磁騷擾的傳輸途徑

第7章

電磁騷擾的傳輸途徑電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁(yè)!騷擾源與敏感設(shè)備間的耦合途徑電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁(yè)!外界電磁騷擾進(jìn)入電子設(shè)備并干擾其中的敏感電路的途徑有：(1)電子設(shè)備的接收天線，以及具有天線效應(yīng)的輸入、輸出饋線和設(shè)備外殼（即開的孔、縫隙是天然的電磁波通道）；(2)經(jīng)有輸電線及其配電線進(jìn)入電子設(shè)備的電源系統(tǒng)，并以傳導(dǎo)耦合的方式到達(dá)敏感器；(3)上述饋線、機(jī)殼和配電線在輻射來自外界或設(shè)備本身泄漏的電磁波，并由該設(shè)備的天線所接收。電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁(yè)!第1節(jié)共模騷擾和差模騷擾電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁(yè)!一、共模騷擾共模騷擾表現(xiàn)為出現(xiàn)在每個(gè)信號(hào)線上的對(duì)地騷擾電壓相等。共模騷擾由信號(hào)線和地線之間的共模噪聲電流引起。共模電流本身不會(huì)對(duì)電路產(chǎn)生影響，只有當(dāng)共模電流轉(zhuǎn)換為差模電流，才會(huì)對(duì)電路產(chǎn)生影響。共模電流大小近似相等方向相同電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁(yè)!產(chǎn)生共模電流的原因外界電磁場(chǎng)在所有信號(hào)線上感應(yīng)出等幅同相的電壓，該電壓產(chǎn)生共模電流；電纜兩端所接的地電位不同引起地電壓差，該電壓產(chǎn)生共模電流；信號(hào)線與地之間存在電位差，該電位差引起共模電流；靜電感應(yīng)。電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁(yè)!產(chǎn)生差模電流的原因外界電磁場(chǎng)在信號(hào)線和信號(hào)地線之間直接感應(yīng)出差模電流；來自電網(wǎng)中其它設(shè)備的干擾電流，如感性負(fù)載的通斷；共模電流轉(zhuǎn)換為差模電流。電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁(yè)!三、共模干擾和差模干擾擾的轉(zhuǎn)換通常由于電路結(jié)構(gòu)的不平衡，共模騷擾電流會(huì)轉(zhuǎn)換為差模騷擾電流。電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁(yè)!傳導(dǎo)耦合是指干擾源的電磁能量以電壓或電流的形式通過金屬導(dǎo)線、電阻、電容及電感而耦合至弱電系統(tǒng)。它又可分為公共阻抗耦合、電感性耦合和電容性耦合。耦合——電磁裝置或系統(tǒng)與其它系統(tǒng)間的無意的相互作用和影響可以用“耦合”來描述。電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁(yè)!一、公共阻抗耦合公共阻抗耦合是由于騷擾源與受害者共用一個(gè)線路阻抗而產(chǎn)生的。共用電源線時(shí)稱為共電源阻抗耦合，共用地線時(shí)稱為共地阻抗耦合。共電源阻抗耦合電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁(yè)!公共阻抗耦合-地線問題電路1電路2地電流1地電流2公共地阻抗V~~~改進(jìn)1改進(jìn)2電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁(yè)!電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁(yè)!近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)分：電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁(yè)!1.容性耦合容性耦合：導(dǎo)體上的交流電壓產(chǎn)生電場(chǎng)，這個(gè)電場(chǎng)與臨近的導(dǎo)體耦合，并在其上感應(yīng)出電壓。感應(yīng)電壓為：式中，CC是耦合電容，Zin是敏感電路的對(duì)地阻抗。CC的值與導(dǎo)體之間距離、有效面積以及有無電屏蔽材料有關(guān)。容性耦合隨導(dǎo)體間的距離增加而減小近似公式電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁(yè)!電容性耦合的抑制措施針對(duì)干擾源和被干擾對(duì)象減小干擾源的電壓變化的幅度和速率被干擾對(duì)象具有低阻抗和高信噪比兩個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)盡量緊湊，在空間上彼此隔開針對(duì)減小電容耦合的措施導(dǎo)線盡量短、間隔盡量大、避免平行走線采用電屏蔽采用對(duì)稱性結(jié)構(gòu)（多芯導(dǎo)線相互絞合），抵消耦合的干擾信號(hào)電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁(yè)!對(duì)稱性結(jié)構(gòu)抑制電容性干擾電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁(yè)!互電感定義與計(jì)算定義：自感L＝1/I1，互感M＝12/I1

1是電流I1在回路1中產(chǎn)生的磁通，

12是電流I1在回路2中產(chǎn)生的磁通回路1回路2abaM=（/2）ln[b2/（b2-a2）*l電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁(yè)!電感性耦合的抑制措施針對(duì)干擾源和被干擾對(duì)象減小干擾源的電流變化的幅度和速率被干擾對(duì)象具高阻抗和高信噪比兩個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)盡量緊湊，在空間上彼此隔開針對(duì)減小電感耦合的措施導(dǎo)線盡量短、間隔盡量大、避免平行走線、減小電流回路所圍成的面積采用磁屏蔽（使用屏蔽電纜）采用結(jié)構(gòu)平衡措施（雙絞線，磁場(chǎng)去耦合）電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁(yè)!屏蔽電纜減小感性耦合屏蔽層兩端不接地屏蔽層兩端接地—f<fsh屏蔽層兩端接地—f>fsh電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁(yè)!感性-容性頻域耦合模型計(jì)算公式耦合系數(shù)電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁(yè)!第4節(jié)

輻射（遠(yuǎn)場(chǎng)）耦合電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁(yè)!一、差模輻射電纜中兩根靠近的導(dǎo)線傳輸差模(去和回)信號(hào)電流。輻射場(chǎng)可以耦合到這個(gè)系統(tǒng)，并在兩根電線之間產(chǎn)生差模干擾；同樣，差模電流自身產(chǎn)生輻射場(chǎng)。地參考面(可以是設(shè)備外部，也可以是設(shè)備的支撐結(jié)構(gòu))在耦合中不起作用。電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁(yè)!有反射面存在時(shí)，上述預(yù)測(cè)公式為：自由空間時(shí)，上述預(yù)測(cè)公式為：差模電流輻射模型應(yīng)用條件：電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁(yè)!0+10+20+30+40+50+60+70+116.936.739.336.513.435.639.337.4326.437.739.23519.436.939.336.3530.738.538.93327.337.939.234.7733.43938.430.131.238.638.832.6935.339.337.625.433.83938.329.5例題：F=6MHz，tr=4nS,A=10cm2,I=35mA,d=3m，Emax電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁(yè)!差模發(fā)射幅度頻譜電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁(yè)!二、共模輻射

共模電流可以由外部電磁場(chǎng)耦合到由電纜、地參考面和設(shè)備與地連接的各種阻抗形成的回路中，然后引起共模輻射。共模電流也可以由地參考點(diǎn)和電纜之間的噪聲電壓引起，然后產(chǎn)生輻射發(fā)射。電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁(yè)!共模發(fā)射幅度頻譜電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁(yè)!控制共模輻射的方法減小電流減小地電壓的大小提供足夠大的共模阻抗與電纜串聯(lián)減小導(dǎo)線的長(zhǎng)度使用屏蔽電纜電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁(yè)!四、輻射耦合（遠(yuǎn)場(chǎng)）遠(yuǎn)、近場(chǎng)的區(qū)分耦合模式接收回路簡(jiǎn)單耦合模型電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁(yè)!電磁騷擾源對(duì)設(shè)備的干擾分為共模騷擾和差模騷擾電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁(yè)!共模騷擾的產(chǎn)生VICMICMVICM電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁(yè)!二、差模干擾差模干擾作用時(shí)，干擾電壓差動(dòng)地出現(xiàn)在兩個(gè)信號(hào)線之間，與所加信號(hào)相同的方式存在于信號(hào)電路中。差模電流和信號(hào)電流往返路徑一致，很難消除。差模電流大小相等，方向相反電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁(yè)!共模和差模電流的區(qū)分

電流鉗工作原理和結(jié)構(gòu)電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁(yè)!第2節(jié)公共阻抗耦合電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁(yè)!電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁(yè)!當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)電路共用地線時(shí)，將產(chǎn)生共地線阻抗耦合。一個(gè)電路的電流通過公共地線阻抗在另一個(gè)電路上出現(xiàn)干擾電壓。共地線阻抗耦合電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁(yè)!電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁(yè)!第3節(jié)近場(chǎng)耦合電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁(yè)!電感性耦合和電容性耦合-導(dǎo)線之間的串?dāng)_MCICICILILRSRLR2GR2LmVGIGVS電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁(yè)!為兩根平行導(dǎo)體之間的電容耦合及其等效電路低頻高頻精確公式電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁(yè)!屏蔽層接地屏蔽電纜減小容性耦合電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第41頁(yè)!2、感性耦合感性耦合：當(dāng)一個(gè)回路的電流變化時(shí)會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)將與臨近的導(dǎo)體耦合，在其上感應(yīng)出電壓。感應(yīng)電壓的幅值與回路面積成正比。感應(yīng)電壓為：式中，M為互感，取決于騷擾源和受害電路的環(huán)路面積、方向、距離，以及兩者之間有無磁屏蔽。電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第42頁(yè)!MRL2Rs2R1RR2R1I1VNI1VNV1V1兩根平行導(dǎo)體之間的電感耦合及其等效電路低頻高頻電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第43頁(yè)!接收雙絞線對(duì)磁場(chǎng)耦合的影響電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第44頁(yè)!3.感性-容性耦合模型時(shí)域頻域電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第45頁(yè)!磁場(chǎng)和電場(chǎng)耦合的等效電路之間的差異決定了電路負(fù)載電阻的變化引起的結(jié)果是不同的。電場(chǎng)耦合隨RL增加而增大，而磁場(chǎng)耦合隨RL增加而減小。磁場(chǎng)耦合對(duì)低阻抗電路的影響更大，而電場(chǎng)耦合對(duì)高阻抗電路影響更大。結(jié)論電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第46頁(yè)!輻射耦合：當(dāng)距離干擾源為遠(yuǎn)場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，干擾以空間電磁波的形式耦合到受感器，這種傳輸方式稱為輻射耦合。電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第47頁(yè)!差模電流輻射模型電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第48頁(yè)!差模輻射分析根據(jù)發(fā)射限值設(shè)計(jì)最大環(huán)路面積環(huán)路電流的確定方法脈沖信號(hào)產(chǎn)生的輻射諧波電流頻譜包絡(luò)差模輻射頻譜包絡(luò)時(shí)鐘頻率與上升沿時(shí)間對(duì)最大輻射發(fā)射的影響電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第49頁(yè)!電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第50頁(yè)!控制差模輻射的方法減小差模電流的大??；減小電流信號(hào)的頻率或電流的諧波分量；減小環(huán)路面積；利用去耦電容減小環(huán)路面積對(duì)于數(shù)字信號(hào)，盡量增大信號(hào)的上升沿時(shí)間。電磁騷擾的傳輸途徑共55頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第51頁(yè)!共模輻射可以用電短電流元天線來模擬。其輻射電場(chǎng)的大小與單極天線長(zhǎng)度l、共模電流I和距離r有關(guān)，其近似預(yù)測(cè)公式(自由空間）為：應(yīng)用條件：電磁騷擾的傳輸途