辐射骚扰机理诊断和抑制措施

率。
由式 （ ２ ． １ ） 可以看 出， 差模辐射噪声与信号频率平方 、 信号电流 环路面积 以及差模 电流成正 比， 与测试距 离成反 比。测试距离是由 ７ ４１ ｘ Ｖ Ｂ ９ ２ ５ ４中明确 规 定 的 ， 一般是 ３ ｍ 或者 １ ０ ｍ， 所 以 只 能通 因此 １ ｍ长的导线 ， 当频 率 为 ３ ０ Ｍ Ｈ ｚ ， 电 流探 头测 得 的 电压 不 国家 标 准 Ｇ 过以下的方法减小差模辐射 ： 超过 ７ ４ １ ￣ Ｖ 时 ，导线 上 的 共模 电 流 所 引 起 的 辐射 骚 扰 才 不 会 超 过 （ １ ） 减 小 差模 电流 值 。 Ｇ Ｂ ９ ２ ５ ４规定 的 Ｂ级 限 值 ， 辐射 骚 扰 合格 。 （ ２ ） 减 小 环 路 面积 。 １ ． ２ 差模 骚 扰 和共 模骚 扰 的诊 断 第一 种 方 法 可 以通 过 减 小 时域 电流 的 峰 值 、减 慢 脉 冲 的上 升／ 根 据 天 线理 论 ， 可 知 差模 辐 射模 型 为 ： 输入信号的频谱相乘就可得到接收电场的强度 Ｅ 。 ， 而传输 函数与频 率有关 ， 减小脉 冲的频率可以相应 的减小接收的 电场强度 ； 还 可以 用全电容滤波器减小差模 电流。 第二种方法应尽量避免信号线与地 线 形 成大 的环路 ， 并 且 尽量 减 小 信号 线 间 的距 离 。 由（ １ ． ２ ） 式共模辐射 的模 型可知共模辐射与信号的频率 、 共模 电 流 和 导线 的长度 成 正 比 ， 与测 试 距离 成 反 比。 与差 模模 型一 样 ， 共模 模型的信号频率和测试距离是确定 的， 因此可 以通过 以下 的方法减 其中ｎ ｌ 一 磁偶极矩 ， Ｂ 一 波速 ， ｒ 一 测试 距 离 ， 一 自 由空 间 的 固有 阻 小 共模 电流所 产 生 的辐 射 场 ： 抗， － ｑ为 固定值 ３ ７ ７ ｎ。 （ １ ） 减 小共 模 电流 。 共 模辐 射 模 型为 ： （ ２ ） 减 小 导线 长 度 。 Ｈ ＝ ｌ ｄ ｌ ＋ 第 一 种 方 法可 以通 过减 小 时 域 电 流 的 峰 值 、减 慢 脉 冲 的 上 升／
科 技 创 新
２ ０ １ 年 第２ ９ 期Ｉ 科技 创新 与应 用
辐射骚扰机理诊 断和抑制措施
李 日 ｉ ｉ 吴 珩２
（ １ 、 安徽 中认倍佳科技有限公司 ， 安徽 滁州 ２ ３ ９ ２ ０ ０ ２ 、 中国家用 电器研 究院 ， 北京 １ ０ ０ １ ７ ６ ）
摘 要： 辐射骚扰是电磁兼容性测试 项 目之一， 其骚扰电流可分为差模 电流和共模电流。文章通过分析辐射骚扰机理， 给 出抑制 措施 。 提 高 电磁 兼 容性 。 关键 词 ： 辐 射骚 扰 ； 骚 扰机 理 ； 抑 制措 施
试 距 离 较 大时 ， 含 的项 起 支 配作 用 。 当含 和 项 和 含 项 相 比可 以 忽 略不 计 时 的点 就是 远 场 和近 场 的边 界 ， 这 个边 界 大 致 是 ｒ ＝
—
处， 其 中 是 波 长 。电场 强度 与 磁 场强 度 的 比值 称 为波 阻抗 ， 它
＝
因此依据频谱分析仪测量 的波阻抗 ｚ 与测试距离 ｒ 的关系 ， 可 以判别出是共模辐射还是差模辐射 ， 对此 给出相应的方案来抑制辐 ６ ． ２ ８ ５ ￣ １ ０ － ７ Ｉ ＿ Ｉ ￣ ｌ ｌ ｆ （ １ － ３ ） 射 骚 扰 。 ２辐射骚扰抑制措施 差模辐射模型为 假设 被 测 导线 长 ｌ ｍ， 根据 Ｇ Ｂ ９ ２ ５ ４ 规 定 的 Ｂ级 限值 （ １ ０ ｍ法 ） 在 ３ ０ ＭＨ ｚ的限 值 ３ ０ ｄ Ｂ （ ￣ Ｖ ／ ｍ） 带人（ １ ． ３ ） 式， Ｉ ｉ ｃ １ ＝ ２ ４ ｄ Ｂ Ｉ ｘ Ａ ．
１辐 射骚 扰 机 理诊 断 产 品 的 电磁 兼 容性 是 工程 师 在 设 计产 品时 必 须考 虑 的问 题 ， 电 磁兼容不合格不仅影响产品的性能和稳定性 ， 同时还会对其周 围的 电气设 备 造 成影 响 。 辐 射骚 扰 是 电磁 兼 容性 中重要 的骚扰 之 一 。抑 制 辐 射骚 扰 ， 首 先 要 了 解 清楚 辐 射 机 理 ， 才能 快 速 有 效 地 分 析 引 起 辐射 骚 扰 的 原 因 ， 并 采 取 有效 抑 制措 施 。 电磁辐射耦合到电源线上 的骚扰 电流可分解为共模电流和差 模 电流 。一般 差 模 电流 大 于 共模 电流 ， 但是 ， 共 模 电流 也 不 能 忽 略 。 因为 对 于 ｌ ｍ 长的 间距 为 ５ ０ ａ ｒ ｉ ｌ 的 带状 传输 线 ，在受 到频 率 为 ３ ０ ＭＨ ｚ ， 大 小是 ２ ０ ｍ Ａ的 差 模 电流 时 ， 可 以产 生 ４ ０ ｄ Ｂ ｕ Ｖ ／ ｍ 的 辐射 骚 扰。 而对于只有 ８ ｕ Ａ共模电流， 就会产生 同样大小 的辐射骚扰 ， 所以 共 模 电 流 的骚 扰 在辐 射骚 扰 中 占主要 地位 。 １ ． １共 模骚 扰 的诊 断测 量 电流探 头 是 产 品设 计 中常 规 的诊 断工 具 ， 它 可 以快 速 有 效 地诊 断 出产 品共 模 电流 引起 的骚 扰 是 否 超标 。打 开 电流 探 头 的夹 子 ， 把 载有待测电流的导线沿电流探头的铁 氧体芯放置 ，然后关闭夹子 ， 这样就可以测出感应 电压 ， 并且感应电压与通过电流探头的电流成
一
将Ｉ Ｉ ｃ Ｉ 带入 （ １ ． １ ） 式， 得
一
３ １ ６
（ ２ ． １ ）
Ｉ ’ Ｉ 曲 ＝ ｌ ／ ｅ ｌ ＋ ｌ ｚ ￣ ｌ 曲
＝ ２ ４ ｄ ＢＬ Ｌ Ａ＋１ ２ ｄ Ｂ Ｉ ２
＝３ ７ ｄ Ｂｉ ｘ Ｖ
＝
其中 Ｉ 『电路 中的差模 电流 ， Ａ 一 辐射电路的环路面积 ， ｆ ＿ 信号频
所以差模辐射近场中波阻抗ｚ ＝詈 （ ） （ ｒ 。
（ １ ． １ ）
电流探头的传输阻抗公式
Ｉ ｚ Ｉ 曲 ｎ 一 ｌ 衄 。 ｌ ｌ 曲
传输阻抗值在 １ ０ Ｍ Ｈ ｚ 到 １ ０ ０ Ｍ Ｈ ｚ 之间是 １ ２ ｄ Ｂ ｌ ＇ ￣ 。 共模 辐 射 的模 型
由（ １ ． ５ ） 式可知 ， 共模辐射场的 电场强度反 比于 ｒ ３ ， 磁场强度反
比于 ｒ ２ ， 即 来自１ １ ｆ Ｉ Ｅ ｃ —ｌ ＝ １ ． ２ ５ ７ ￣ １ ０ － ６ Ｉ Ｉ ￣
．
Ｅ ｃ ） （ ／ ｒ ， Ｅ ｃ ＝ ’ （ ／ ｒ
（ １ ． ２ ）
，
所 以共模 辐射 近场 中波 阻抗 ｚ ＝ ｃ ． ｃ 。
其中 Ｉ ｃ － 电 路 中 的 共模 电流 ， ｌ 一 辐 射 导线 的长 度 ， 卜测试距离 。 该 模 型 是针 对 同 时载 有 Ｉ 的两 根导 线 而 言 的 ， 因此 对 于一 根 导线
正比。
＝
２ 等 嘉一 ｃ ｏ ｓ Ｏ ｅ Ｉ ｄ ｌ （ ＇ 击 ＋ 寿一 ｓ ｉ ｎ Ｏ ｅ
（ １ ． ５ ）
其中Ｉ ｄ ｌ 一 电偶 电矩 ， Ｂ 一 波速 ， ｒ 一 测试 距 离 。
当测试距离 ｒ 较小时 ， 公式 中含了 １和 的项起支配作 用 ， 当测
在远区场中是 固定值 ３ ７ ７ ｌ ＇ ￣ ， 在近 区场中它的值与测试距离成正 比， 随着测试距离 ｒ 接 近 ， 其值接 近 ３ ７ ７ １ ＂ ］ 。近场 中由（ １ ． ４ ） 式可知 ，
差模辐射场 的电场强度反比于 ｒ ２ ， 磁场强度反比于 ｒ ３ ， 即
Ｅ １ ／ ， ． ，Ｈ １ ／ ， ．