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  • 2019-11-07 08:19
    电磁兼容(EMC)电磁干扰理论与分析!
  • 电磁干扰,简单的说是差模干扰和共模干扰,共模(CM)干扰定义为任何载流导体与参考地之间的不希望有的电位差;差模(DM)干扰定义为任何两个载流导体之间的不希望有的电位差。

    当然在高速信号电路PCB及系统设计中,高频信号线、关键IC电路的引脚、各类连接线及接插件等都可能成为具有天线特性的辐射骚扰源,能发射电磁波并影响其他系统或本系统内其他敏感线路系统的正常工作。

    关于电磁干扰:即干扰可以以两种不同的模式(共模电流模式和差模电流模式)存在,我用如下图a和图b进行示意。

    “共模”干扰是指存在于线(包括电源线、信号线在内)对大地之间的干扰,其中,对于电源线,则特指火线对大地,或中线对大地之间的干扰。对三相电路来说,共模干扰存在于任何一相与大地之间的干扰。共模干扰有时也称为纵模干扰、不对扰干扰和接地干扰。这是载流导体与大地之间的干扰。

    “差模”干扰是线与线之间(包括电源线之间,信号线和它的接地回线之间)的干扰。针对电源线,差模干扰则特指相线与中线之间的干扰;对三相电路来说,差模干扰还指存在于相线与相线之间的干扰。差模干扰有时也称为常模干扰、横模干扰或对称干扰。这是载流导体之间的电位差。

    干扰存在的模式提示出了干扰源与耦合通路之间的关系。举例说共模干扰提示了干扰是由辐射或串扰形式耦合到电路里面的。如雷电、设备近处的电弧、附近的电台、其他大功率辐射装置在电源线上的干扰,也包括机箱内部线路或其他电缆对电源线的干扰。由于是来自空间的感应(电磁辐射、电感耦合和电容耦合),故对每一根线的作用是相同的。而差模干扰则提示出干扰是起源在同一电源线路之中(直接注入)。如同一线路中工作的电机、开关电源、可控硅等,它们在电源线上所产生的干扰就是差模干扰。

    通常,线路上干扰电压的这两种分量是同时存在的,而且由于线路阻抗的不平衡,两种分量在传输中会互相转变。干扰在线路上经过长距离传输后,差模分量的衰减要比共模分量大,这是因为线间阻抗和线-地阻抗不同的缘故。另一方面,共模干扰的频率一般分布在1~2MHz以上,因此共模干扰在线路上传输的同时,还会向周围邻近空间辐射(这是因为线-地阻抗较大,加上共模干扰的频率比较高,故容易逸出传输线,形成空间辐射)。电源线的辐射,特别是进入设备内部后的电源线辐射,可进一步耦合到信号电路去形成干扰。而差模干扰的频率相对较低,不易形成辐射。再加上在一般线路中,在对付差模干扰时己经有了不少措施(比如EMI滤波器的设计);因此由差模干扰引起设备误动作的机会相对少些。因此,设备的敏感度问题大部分是由共模干扰引起的。

  • 文章关键词: 电磁兼容 电磁干扰
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