地线干扰对策
地线环路干扰的抑制方法
地线环路干扰的抑制方法
地线环路干扰是指由于工频电流通过地线和设备之间的环路产生的干扰信号。
为了抑制地线环路干扰,有以下几种方法:
一、增加接地电阻
增加接地电阻可以减小地线环路的面积,从而减小干扰信号的强度。
但是,增加接地电阻过大会导致接地电势升高,从而影响设备的安全性能。
二、采用屏蔽措施
采用屏蔽措施可以有效地减小地线环路的面积,进而减小干扰信号的强度。
常见的屏蔽措施包括使用屏蔽线缆、屏蔽箱等。
三、地线干扰电流的分离
地线干扰电流的分离可以避免地线干扰电流通过设备内部的回路而产生干扰。
常见的分离措施包括使用隔离变压器、隔离磁环等。
四、采用滤波器
采用滤波器可以将地线干扰信号滤波掉,从而减小干扰信号的强度。
常见的滤波器包括LC滤波器、RC滤波器、C-L-C滤波器等。
综上所述,抑制地线环路干扰的方法包括增加接地电阻、采用屏蔽措施、地线干扰电流的分离和采用滤波器等。
在实际应用中,需要根据不同的情况选择相应的方法。
接地抗干扰分析及处理
接地抗干扰分析及处理1前言在弱电自控系统中,模拟信号的采集,处理与传输过程中,抗干扰技术尤为重要,而抑制干扰有多种,其中接地是抑制干扰的使系统可靠工作的主要方法。
在安装及处理此类故障中,能把接地和屏蔽正确地结合起来使用,可以解决大部分的干扰问题。
在此,来探讨一下系统接地问题。
2正确的接地方法接地有两个基本的目的是消除各电路电流流经线公共地线阻抗所产生的噪声耦合。
所以,正确地接地是重要现时复杂,理想的接地情况是一个系统所以接地点与大地之间的阻抗为零,但这是做不到的,实际中总存在联结阻抗和分布电容。
如果地线不佳或接地处理不当,都会影响接地质量,在一般过程中要求:(1)接地电阻在要求范围内,即一般自控系统应小于或等于4欧姆;(2)要有足够的机械强度;(3)具有耐腐蚀及防腐处理;(4)自控系统的仪器表,特别是PLC等要单独接。
在上述要求中,后三条只要按要求,规定设计,施工就可以满足,关健是第一条的接地电阻,根据有关介绍及经验,决定接地电阻大小的因素有:(1)接地线的电阻和接地体本身的电阻;(2)接地体表面与周围土壤之间的接触电阻;(3)接地体周围的电阻率;所以,降低接地电阻主要方法有:一是设法降低地面的固有电阻率;二是增加接地棒长度,三是尽量减少接地导线长度以降低接电线的阻抗。
其中,降低电阻率尤为重要,通常,它是决定接地电阻的大小。
3各种不同接地的处理正确进行接地设计安装之外,还要正确处理各种不同信号的接地处理。
在自动控制系统中,大至有以下几种地线:(1)数字地:这种地也叫逻辑地,是各种开关量(数字量)信号的零电位;(2)模拟地:这种地是种种模拟量信号的零电位;(3)信号地:这种地通常为传感器的地;(4)交流地:交流供电电源的地,这种地线通常是产生噪声的地;(5)屏蔽地:也称机壳地,为防止静电感应和磁场感应而设。
以上这些地线如何处理是自控系统设计,安装,调试一个重要问题,下面就讨论这些问题,并提出不同的处理方法。
化工仪表的外部干扰及消除路径
化工仪表的外部干扰及消除路径化工仪表是用于化工生产工艺过程中对各项工艺参数进行测试、测量、监控和控制的仪器设备。
然而,在化工生产现场,往往存在多种干扰源,可能会导致仪表测量数据出现误差,降低仪表的精度和可靠性。
因此,为了保证化工仪表的正常运行和精度,必须了解并消除外部干扰。
本文将重点介绍化工仪表的外部干扰和消除路径。
化工仪表的外部干扰主要有以下几种类型:1. 电磁干扰:电磁干扰主要是由电源线、短波收音机、雷雨等引起的干扰,其主要影响是降低信号的强度和降低仪表的灵敏度。
2. 地线干扰:地线干扰是由于接地电阻造成的电流回路不相等,导致仪表的测量值产生误差。
3. 磁场干扰:磁场干扰主要来自于电机、变压器等设备的磁场辐射,可能会导致仪表读数不稳定或漂移。
4. 声波干扰:声波干扰主要来自于生产现场的噪声,可能会干扰仪表的声波传感器或压力传感器的测量。
5. 热干扰:热干扰主要是由于温度变化引起的,可能会直接影响仪表的测量性能。
化工仪表的外部干扰会对其正常运行产生严重影响,因此,必须采取措施消除这些干扰,以保证仪表的精度和可靠性。
下面将重点介绍化工仪表的消除路径:1. 防止电磁干扰:在选择具有较高的抗干扰能力的仪表时,应考虑使用具有屏蔽罩的仪器设备,以避免电磁波对仪器的干扰。
如果无法避免电磁干扰,则应采用封装好的远离干扰源的信号传输方式,并使用滤波器消除高频信号。
2. 解决地线干扰:地线是维护仪表正常运行的重要环节,因此,应保证地线足够良好,无杂质及电阻。
在选择接线时,应尽量采用四线制接法,以消除地线干扰。
另外,在进行仪器安装时,应避免天线、发射机等干扰源的电流通过地线传输引起的电流回路不相等。
3. 消除磁场干扰:为了防止磁场干扰,用于测量磁场的仪器应尽量远离电机、磁铁、变压器等具有较强磁场的设备。
如果无法避免,可以采用反相放置的技术、增加屏蔽罩和隔离层的方式来减少干扰。
4. 远离噪声干扰:在现场安装时,在放置噪声源的位置尽量远离仪器,使用外挂式传感器并采用屏蔽罩可有效降低噪声干扰对仪器的影响。
PCB地线的干扰与抑制
PCB地线的干扰与抑制在PCB 设计中,尤其是在高频电路中,经常会遇到由于地线干扰而引起的一些不规律、不正常的现象。
本文对地线产生干扰的原因进行分析,详细介绍了地线产生干扰的三种类型,并根据实际应用中的经验提出了解决措施。
这些抗干扰方法在实际应用中取得了良好的效果,使一些系统在现场成功运行。
在单片机系统中,PCB(印制电路板)是用来支撑电路元件,并提供电路元件和器件之间电气连接的重要组件,PCB 导线多为铜线,铜自身的物理特性也导致其在导电过程中必然存在一定的阻抗,导线中的电感成分会影响电压信号的传输,电阻成分则会影响电流信号的传输,在高频线路中电感的影响尤为严重,因此,在PCB 设计中必须注意和消除地线阻抗所带来的影响。
1 产生干扰的原因电阻与阻抗两个不同的概念。
电阻指的是在直流状态下导线对电流呈现的阻抗,而阻抗指的是交流状态下导线对电流的阻抗,这个阻抗主要是由导线的电感引起的。
由于地线总是存在阻抗,因此用万用表测量地线时,地线的电阻一般是mmΩ级。
以PCB 上一段长10 cm、宽1.5 mm,厚度为50μm 的导线为例,通过计算可得到其阻抗的大小。
R=ρL/s(Ω),式中L 为导线长度(m),s 为导线截面积(mm2),ρ为电阻率ρ=0.02,因此该导线电阻值约为0.026 Ω。
当一段导线与其他导线远离并且其长度远大于宽度时,导线的自感量为0.8 μH/m,那么10 cm 长的导线的电感量是0.08μH。
再由下面的公式求出导线感抗:XL=2πfL,下式中,f 为导线通过信号的频率(Hz),L 为单位长度导线的自感量(H)。
所以分别计算出该导线在低频和高频下的感抗值:。
地线干扰及防治措施
地线干扰及防治措施1. 地线干扰电子产品的地线设计是极其重要的,无论低频电路还是高频电路都必须要个遵照设计规则。
高频、低频电路地线设计要求不同,高频电路地线设计主要考虑分布参数影响,一般为环地,低频电路主要考虑大小信号地电位叠加问题,需独立走线、集中接地。
从提高信噪比、降低噪音角度看,模拟音频电路应划归低频电子电路,严格遵循“独立走线、集中一点接地”原则,可显着提高信噪比。
音频电路地线可简单划分为电源地和信号地,电源地主要是指滤波、退耦电容地线,小信号地是指输入信号、反馈地线。
小信号地与电源地不能混合,否则必将引发很强的交流声:强电地由于滤波和退耦电容充放电电流较大(相对信号地电流),在电路板走线上必然存在一定压降,小信号地与该强电地重合,势必会受此波动电压影响,也就是说,小信号的参考点电压不再为零。
信号输入端与信号地之间的电压变化等效于在放大器输入端注入信号电压,地电位变化将被放大器拾取并放大,产生交流声。
增加地线线宽、背锡处理只能在一定程度上减弱地线干扰,但收效并不明显。
有部分未严格将地线分开的PCB由于地线宽、走线很短,同时放大级数很少、退耦电容容量很小,因此交流声尚在勉强可接受范围内。
2.正确的布线方法是:1)主滤波电容引脚作为集中接地点,强、弱信号地线严格区分开,在总接地点汇总。
下面以最常见的LM1875(TDA2030A)为例,以生产商推荐线路说明一下:2030A推荐线路图图中R1、R2是输入落地电阻,C2是直流反馈电容,接地点是小信号地,标记为蓝色,;C3、C4、C6、C7是退耦电容,接地端标记为红色,属电源地。
正确的接地方式为:三个小信号接地点可混合在一条地线上,四个电源地汇集为另一条地线,电源地与小信号地在总接地点处汇合,除总接地点外,两种地不得有其他连通点!2)功放输出端的茹贝尔(zobel)移相网络(R5、C5)接地点处理方法较特殊,该接地点如并入电源地,地线电压扰动将经R4反馈至LM1875反相输入端,引起交流声;而并入小信号地的话,由于信号的相位、强度不一致,将导致音乐信号质量严重下降。
地线造成的干扰以及解决的办法
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这个定义其实不符合实际情况的。
因为实际地线上的电位并不是恒定的。
如果用仪表测量一下地线上各点之间的电位,你会发现地线上各点的电位可能相差很大。
正是这些电位差才造成了电路工作的异常。
电路是一个等电位体的定义仅是人们对地线电位的理想期望。
一个更加符合实际情况的定义是:信号流回源的低阻抗路径。
这个定义中突出了地线中电流的流动。
很容易理解地线中电位差的产生原因。
因为地线的阻抗总不会是零,当一个电流通过有限阻抗时,就会产生电压降。
地线的阻抗。
谈到地线的阻抗引起的地线上各点之间的电位差能够造成电路的误动作,许多人觉得不可思议:我们用欧姆表测量地线的电阻时,地线的电阻往往在毫欧姆级,电流流过这么小的电阻时怎么会产生这么大的电压降,导致电路工作的异常呢?要搞清这个问题,首先要区分开导线的电阻与阻抗两个不同的概念。
电阻指的是在直流状态下导线对电流呈现的电阻,而阻抗指的是交流状态下导线对电流的阻抗,这个阻抗主要是由导线的电感引起的。
任何导线都存在电感,当频率较高时,导线的阻抗远大于直流电阻。
而在实际电路中,造成电磁干扰的信号往往是脉冲信号,脉冲信号包含很多的高频成分,因此会在地线上产生较大的电压。
而对于数字电路而言,电路的工作频率是很高的,因此地线阻抗对数字电路的影响是十分可观的。
如果将10Hz时的阻抗近似认为是直流电阻,当频率达到上MHz 时,那么阻抗就非常大了,起码是直流电阻的上万倍。
地线问题--地环路(形成原因和解决方法) (1)
地线问题--地环路(形成原因和解决方法)地环路干扰是一种较常见的干扰现象,常常发生在通过较长电缆连接的相距较远的设备之间。
其产生的内在原因是地环路电流的存在。
由于地环路干扰是由地环路电流导致的,因此在实践中,有时会发现,当将一个设备的安全接地线断开时,干扰现象消失,这是因为地线断开时,切断了地环路。
这种现象往往发生在干扰频率较低的场合,当干扰频率高时,短开地线与否关系不大。
地环路干扰形成的原因1:两个设备的地电位不同,形成地电压,在这个的驱动下,设备1 —互联电缆—设备2 —地形成的环路之间有电流流动。
由于电路的不平衡性,每根导线上的电流不同,因此会产生差模电压,对电路造成干扰。
地线上的电压是由于其它功率较大的设备也用这段地线,在地线中引起较强电流,而地线又有较大阻抗产生的。
地环路干扰形成的原因2:由于互联设备处在较强的电磁场中,电磁场在设备1 —互联电缆—设备2 —地形成的环路中感应出环路电流,与原因1的过程一样导致干扰。
解决地环路干扰的方法:解决地环路干扰的基本思路是有两个:一个是减小地线的阻抗,从而减小干扰电压。
另一个是增加地环路的阻抗,从而减小地环路电流。
当阻抗无限大时,实际是将地环路切断,即消除了地环路。
例如将一端的设备浮地、或将线路板与机箱断开等是直接的方法。
但出于静电防护或安全的考虑,这种直接的方法在实践中往往是不允许的。
更实用的方法是下面介绍的隔离变压器、光耦合、共模扼流圈、平衡电路等方法。
解决地环路干扰方法1)[干扰形成原因]:“地电位环路”把电位分压加在电缆屏蔽层的两端,并通过电缆两端的75欧姆匹配电阻形成回路,在负载上产生了干扰电压的。
2)切断地环路——是最有效、最简单的办法;不用任何抗干扰设备;3)监控系统抗干扰设计原则之一就是:末端监控设备一端接大地,前端摄像机、BNC头外壳、电缆屏蔽层,必须与大地绝缘(开路);即使使用抗干扰设备抑制了地环路干扰,也要排除,因为“地环路”是变化的,不稳定的,随着电网大功率设备增加和用电不平衡情况的变化,地电位差大小也会变化,严重时会烧毁设备。
PCB布线的地线干扰与抑制处理方法
什么是地线?大家在教科书上学的地线定义是:地线是作为电路电位基准点的等电位体。
这个定义是不符合实际情况的。
实际地线上的电位并不是恒定的。
如果用仪表测量一下地线上各点之间的电位,会发现地线上各点的电位可能相差很大。
正是这些电位差才造成了电路工作的异常。
电路是一个等电位体的定义仅是人们对地线电位的期望。
HENRY 给地线了一个更加符合实际的定义,他将地线定义为:信号流回源的低阻抗路径。
这个定义中突出了地线中电流的流动。
按照这个定义,很容易理解地线中电位差的产生原因。
因为地线的阻抗总不会是零,当一个电流通过有限阻抗时,就会产生电压降。
因此,我们应该将地线上的电位想象成象大海中的波浪一样,此起彼伏。
2.地线的阻抗谈到地线的阻抗引起的地线上各点之间的电位差能够造成电路的误动作,许多人觉得不可思议:我们用欧姆表测量地线的电阻时,地线的电阻往往在毫欧姆级,电流流过这么小的电阻时怎么会产生这么大的电压降,导致电路工作的异常。
要搞清这个问题,首先要区分开导线的电阻与阻抗两个不同的概念。
电阻指的是在直流状态下导线对电流呈现的阻抗,而阻抗指的是交流状态下导线对电流的阻抗,这个阻抗主要是由导线的电感引起的。
任何导线都有电感,当频率较高时,导线的阻抗远大于直流电阻,表1 给出的数据说明了这个问题。
在实际电路中,造成电磁干扰的信号往往是脉冲信号,脉冲信号包含丰富的高频成分,因此会在地线上产生较大的电压。
对于数字电路而言,电路的工作频率是很高的,因此地线阻抗对数字电路的影响是十分可观的。
表1 导线的阻抗(Ω):频率Hz D = 0.6510cm 1m D = 0.2710cm 1m D = 0.06510cm 1m D = 0.0410cm 1m 10 51.4m 517m 327m 3.28m 5.29m 52.9m 13.3m 133m 1k 429m 7.14m 632m 8.91m 5.34m 53.9m 14m 144m 100k 42.6m 712m 54m 828m 71.6m 1.0 90.3m 1.07 1M 426m 7.12 540m 8.28 714m 10 783m 10.6 5M 2.13 35.5 2.7 41.3 3.57 50 3.86 53 10M 4.26 71.2 5.4 82.8 7.14 100 7.7 106 50M 21.3 356 27 414 35.7 500 38.5 530 100M 42.6 54 71.4 77 150M 63.9 81 107 115如果将10Hz时的阻抗近似认为是直流电阻,可以看出当频率达到10MHz 时,对于1米长导线,它的阻抗是直流电阻的1000 倍至10万倍。
如何解决电线电缆上的干扰
如何解决电线电缆上的干扰电线电缆上的干扰是一种常见的问题,它可能会导致电信号的衰减、噪声的增加以及信号传输的不稳定。
为了解决这个问题,可以采取以下措施:1.电磁屏蔽:在电线电缆周围添加电磁屏蔽材料可以有效地减少外界电磁干扰对电信号的影响。
常见的电磁屏蔽材料包括铝箔、铁氧体、石墨纤维等。
在安装电线电缆时,可以将电磁屏蔽材料包裹在电缆外部,形成一个屏蔽层,使电信号不受到周围电磁场的影响。
2.地线连接:良好的地线连接是保证电信号质量的重要因素之一、通过将电线电缆的金属外皮与地线相连接,可以有效地将干扰信号引入地下,避免其对电信号造成影响。
此外,还可以通过提升接地电阻的方法进一步优化地线连接的效果。
3.信号隔离:在电线电缆传输信号的过程中,可以采取信号隔离的措施,将干扰信号和传输信号进行分离。
常用的方法包括使用差分信号传输、电源隔离、光纤传输等。
通过这些方法,可以避免外界干扰对传输信号的影响。
4.滤波器:在电线电缆的输入和输出端添加滤波器可以有效地抑制干扰信号的传输。
滤波器可以通过选择合适的截止频率来滤除干扰信号,保证传输信号的质量。
常见的滤波器包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。
5.地下布线:将电线电缆布线在地下可以减少外界干扰的影响。
地下布线使电线电缆与外界的物体隔离开,减少了电磁场的干扰源。
此外,地下布线还可以提高电线电缆的安全性,减少其被破坏的风险。
6.绝缘材料:在电线电缆的外部添加绝缘材料可以防止外界电磁场对电信号的干扰。
常见的绝缘材料包括橡胶、聚乙烯、聚氯乙烯等。
选择合适的绝缘材料可以提高电线电缆的抗干扰能力,保证信号的传输质量。
7.抑制共模干扰:共模干扰是一种常见的电磁干扰形式,它是指干扰信号以相同的方式作用于电线电缆的两个导线上。
为了抑制共模干扰,可以采取差模传输的方法,在信号传输过程中,将干扰信号差异化,避免其对两个导线的干扰。
总结起来,解决电线电缆上的干扰需要采取多种措施,包括电磁屏蔽、地线连接、信号隔离、滤波器、地下布线、绝缘材料等。
地线干扰产生的原理
地线干扰产生的原理在电力系统中,地线是一种重要的保护措施,可以有效地防止电击和火灾等危险事故的发生。
但是,地线也会产生干扰,影响电力系统的正常运行。
本文将介绍地线干扰产生的原理及其对电力系统的影响。
一、地线干扰的原理地线干扰是指地线电流对电力系统其他电路产生的电磁干扰。
地线电流是指在电力系统中由于故障或其他原因而流入地面的电流。
在一些特殊的情况下,地线电流会通过地面形成一个环路,与电力系统中的其他电路产生交流,从而产生干扰。
地线干扰的产生原理可以通过电磁场理论来解释。
当地线电流通过地面时,会在地面周围产生一个电磁场。
这个电磁场会与其他电路的电磁场相互作用,从而产生相互干扰。
具体来说,地线电流会在地面中产生电势差,从而形成一个环路。
这个环路会与其他电路产生电磁耦合,从而使其他电路中的电流和电压发生变化,从而影响电力系统的正常运行。
二、地线干扰的影响地线干扰对电力系统的影响主要表现在以下几个方面:1. 电压和电流的变化地线干扰会使电力系统中的电压和电流发生变化。
这种变化可能会导致电力设备的故障和损坏,从而影响电力系统的正常运行。
2. 电磁波辐射地线干扰产生的电磁波辐射会对周围的电子设备和人体产生影响。
长期暴露在电磁辐射下可能会对人体健康产生不良影响。
3. 通信干扰地线干扰会影响无线通信和有线通信。
这种干扰可能会导致通信信号的丢失和误码,从而影响通信的可靠性。
4. 其他影响地线干扰还可能会对电力系统的其他方面产生影响,如电力质量、电能计量等。
三、地线干扰的防治为了防止地线干扰对电力系统的影响,需要采取相应的防治措施。
具体来说,可以采取以下措施:1. 降低地线电流降低地线电流是减少地线干扰的有效措施之一。
可以通过加强绝缘、减少故障、降低电流密度等方式来降低地线电流。
2. 增加接地电阻增加接地电阻可以减少地线电流的流动,从而减少地线干扰。
可以通过增加接地电阻的面积或采用合适的接地方式来实现。
3. 采用屏蔽技术采用屏蔽技术可以有效地减少电磁干扰。
地线干扰对策
地线干扰对策
地线干扰对策
4.1地环路对策从地环路干扰的机理可知,只要减小地环路中的电流就能减小地环路干扰。
如果能彻底消除地环路中的电流,则可以彻底解决地环路干扰的问题。
因此我们提出以下几种解决地环路干扰的方案。
A. 将一端的设备浮地如果将一端电路浮地,就切断了地环路,因此可以消除地环路电流。
但有两个问题需要注意,一个是出于安全的考虑,往往不允许电路浮地。
这时可以考虑将设备通过一个电感接地。
这样对于50Hz的交流电流设备接地阻抗很小,而对于频率较高的干扰信号,设备接地阻抗较大,减小了地环路电流。
但这样做只能减小高频干扰的地环路干扰。
另一个问题是,尽管设备浮地,但设备与地之间还是有寄生电容,这个电容在频率较高时会提供较低的阻抗,因此并不能有效地减小高频地环路电流。
B. 使用变压器实现设备之间的连接利用磁路将两个设备连接起来,可以切断地环路电流。
但要注意,变压器初次级之间的寄生电容仍然能够为频率较高的地环路电流提供通路,因此变压器隔离的方法对高频地环路电流的抑制效果较差。
提高变压器高频隔离效果的一个办法是在变压器的初次级之间设置屏蔽层。
但一定要注意隔离变压器屏蔽层的接地端必须在接受电路一端。
否则,不仅不能改善高频隔离效果,还可能使高频耦合更加严重。
因此,变压器要安装在信号接收设备的一侧。
经过良好屏蔽的变压器可以在1MHz以下的频率提供有效的隔离。
C. 使用光隔离器另一个切断地环路的方法是用光实现信号的传输。
这可。
PCB布线的地线干扰与抑制处理方法
PCB布线的地线干扰与抑制处理方法PCB(Printed Circuit Board)布线中的地线干扰是一种常见的问题,它可能会干扰电路的正常运行。
为了解决这个问题,我们可以采取一些抑制处理方法来减少或消除地线干扰。
下面是一些常见的地线干扰与抑制处理方法:1.地线布线技巧:a.分离数字和模拟地:尽量将数字与模拟电路的地线分开,减少相互干扰的可能性。
b.接地电流的路径短而宽:将接地电流通过干燥的宽地线传输,减少接地电阻和导线电感,提高地线的抑制能力。
c.使用星形接地:d.使用平面接地:e.使用分区接地:f.使用地钉:在关键区域使用地钉来提供额外的地线连接。
2.组件布局:a.尽量将高频和低频组件分开:将高频组件和低频组件分开布局,减少相互之间的干扰。
b.避免地线回流干扰:确保地线回流干扰不通过敏感组件周围的区域,可以通过调整组件布局来实现。
3.组件选择和降噪处理:a.选择低噪声组件:选择具有低输入输出噪声特性的组件,减少地线干扰。
b.使用滤波器:在地线上添加合适的滤波器,可以有效地抑制地线上的噪声干扰。
c.使用抑制电阻:通过在地线上添加适当的抑制电阻来减少地线干扰。
d.使用绕组电感:在地线上添加绕组电感,可以有效地抑制高频地线干扰。
4.地线连接:a.使用铺铜:通过在布线过程中使用铺铜技术,可以增加地线的面积,减少地线干扰。
b.使用分布式接地:将地线接地点分布在整个电路板上,减少地线干扰。
5.PCB设计原则:a.适当阻抗匹配:确保地线干扰越小越好,可以采用适当的阻抗匹配。
b.保证良好的地线连续性:地线应该连续,并与地端连接紧密。
c.减小地线面积:地线可以不要太大,以减小地线干扰。
除了上述方法,我们还可以通过仿真、实测和调试等方法进行地线干扰与抑制处理。
通过使用静电式电位差分析仪等测量设备,可以检测地线上的干扰情况,并找出抑制干扰的有效方法。
综上所述,地线干扰的抑制处理是一个综合性的问题,需要结合布线技巧、组件布局、组件选择和降噪处理、地线连接、PCB设计原则等多方面的因素来进行综合考虑和处理。
地线干扰对策分解
地线干扰对策4.1地环路对策从地环路干扰的机理可知,只要减小地环路中的电流就能减小地环路干扰。
如果能彻底消除地环路中的电流,则可以彻底解决地环路干扰的问题。
因此我们提出以下几种解决地环路干扰的方案。
A. 将一端的设备浮地如果将一端电路浮地,就切断了地环路,因此可以消除地环路电流。
但有两个问题需要注意,一个是出于安全的考虑,往往不允许电路浮地。
这时可以考虑将设备通过一个电感接地。
这样对于50Hz的交流电流设备接地阻抗很小,而对于频率较高的干扰信号,设备接地阻抗较大,减小了地环路电流。
但这样做只能减小高频干扰的地环路干扰。
另一个问题是,尽管设备浮地,但设备与地之间还是有寄生电容,这个电容在频率较高时会提供较低的阻抗,因此并不能有效地减小高频地环路电流。
B. 使用变压器实现设备之间的连接利用磁路将两个设备连接起来,可以切断地环路电流。
但要注意,变压器初次级之间的寄生电容仍然能够为频率较高的地环路电流提供通路,因此变压器隔离的方法对高频地环路电流的抑制效果较差。
提高变压器高频隔离效果的一个办法是在变压器的初次级之间设置屏蔽层。
但一定要注意隔离变压器屏蔽层的接地端必须在接受电路一端。
否则,不仅不能改善高频隔离效果,还可能使高频耦合更加严重。
因此,变压器要安装在信号接收设备的一侧。
经过良好屏蔽的变压器可以在1MHz以下的频率提供有效的隔离。
C. 使用光隔离器另一个切断地环路的方法是用光实现信号的传输。
这可以说是解决地环路干扰问题的最理想方法。
用光连接有两种方法,一种是光耦器件,另一种是用光纤连接。
光耦的寄生电容一般为2pf,能够在很高的频率提供良好的隔离。
光纤几乎没有寄生电容,但安装、维护、成本等方面都不如光耦器件。
D. 使用共模扼流圈在连接电缆上使用共模扼流圈相当于增加了地环路的阻抗,这样在一定的地线电压作用下,地环路电流会减小。
但要注意控制共模扼流圈的寄生电容,否则对高频干扰的隔离效果很差。
共模扼流圈的匝数越多,则寄生电容越大,高频隔离的效果越差。
地线干扰及抑制
地线干扰及抑制电子产品中的各类电路均有电位基准,对于一个理想的接地系统来说,各韶分的电位基准都应保持霉电位。
产品内所有的基准电位点通过导体连接在一起,该导体就是产品内部的地线。
电子电路的地线除了提供电位基准之外.还可以作为各级电路之间信号传铂的返回通路和各级电路的供电回路。
可见电子产品中地线设计面相当广。
“地”可以是指大地,陆地使用的电子产品通常以地球的电位作为基准,并以大地作为零电位。
“地”可以是电路系统中某一电位基准点,并没该点电位为相对罕电位,但不是大地零电位。
例如,电子电路往往以产品的金属底座、机架、机箱等作为零电位或称“地”申位,但金属底座、机架、机箱有时不一定和大地相连接,即产品内部的“地”电位不一定与大地电位相同。
但是为了防止雷击对产品和操作人员造成危险,通常应将产品的金月底座、机架、机箱等金屈结构与大地相连接。
电子产品的“地”与大地连接有如下作用。
’0提高电子产品电路系统工作的稳定性。
ATMEL代理商电子产品若不与大地连接,它相肘于大地将呈现一定的电位,该电位会在外界于扰场酌作用下变化,从而导致电路系统工作不稳定。
如果将电子产品的“地”与大地相连接,使它处于真正的零电位,就能有效地抑制干扰。
⑦泄放机箱上积累的静电电荷,避免静电高压导致产品内部放电而造成干扰。
③为产品和操作人员提供安全保障。
1.设置地线的意义电子产品之所以要设置地线,是基于下列3个原因(1)绝组破坏时地线能起保护作用径交流电网供电的电子产品中,如果机箱不接大地f旦电源与产品机箱问的绝绝破坏,或电源变压器初级绕组与铁芯间的绝缘击穿,如图5—41所示,产品机箱就会带上电网电压,对操作人员的安全构成威胁。
(2)防止产品感应带电而造成电击对于一些机箱不接地的高频、高压大功率电子产品,其内部的高频、高压电路与机箱间存在杂散锅合阻抗,如图5—42所示,会使机箱上感应出危险的高频商电压。
电子产品的机箱上带有高频高电压后,对操作和维修人员将构成威胁。
图解PCB地线干扰及抑制对策
图解PCB地线干扰及抑制对策在电子产品的PCB设计中,抑制或防止地线干扰是需要考虑的最主要问题之一。
而许多初学者不了解地线干扰的成因,因此对解决地线干扰问题也就束手无策了。
所谓干扰,必然是发生在不同的单元电路、部件或系统之间,而地线干扰是指通过公用地线的方式产生的信号干扰。
注意这里所提到的信号,通常是指交流信号或者跳变信号。
地线干扰的形式很多,有人把它归结成两类:地线环路干扰、公共阻抗干扰,我认为应该还要加上地线环路的电磁偶合干扰,因此是三类。
下图可以很好的说明三类地线干扰的成因。
衡性,每根导线上的电流不同,因此会产生差模电压,对电路造成影响。
具体的说就是“B 单元电路”的地线电流,在J、N、L、M形成的“地线环路”中,对放大器A1和A2造成了影响。
由于这种干扰是由电缆与地线构成的环路电流产生的,因此成为地环路干扰。
二、地环路电磁耦合干扰在实际电路的PCB上,J、N、L、M形成的“地线环路”将包围一定的面积,根据电磁感应定律,如果这个环路所包围的面积中有变化的磁场存在,就会在环路中产生感生电流,形成干扰。
空间磁场的变化无处不在,于是包围的面积越大干扰就越严重。
三、公共阻抗干扰认真考察上图所示的电路结构,我们将发现,J、N、L、M中,有一条连接是多余的,随便去除其一,仍然可以满足各个接地点的连通关系,同时又可以消除地线环路。
那么,将哪一条连线去除比较合理呢?这时就要考虑另一类的干扰问题——公共阻抗干扰。
①去除J:这是最差的方案。
J去除后地线环路似乎消失了,可是另一个更可怕的环路又形成了(I、N、L、M),其中I是信号线,因此干扰比原来有线J时还要严重。
②去除M:环路消失,但是我们发现,此时放大器A2的地线电流需要流过J、N到达接地零点,注意N段是A1和A2共同的接地线,因此A2接地电流在N上形成的电压降就加到了A1上,形成干扰。
这种因共用一段地线而形成的干扰称为“公共阻抗干扰”。
③去除L:不仅不能解决A2与A1之间的公共阻抗干扰问题,还引起了“B单元电路”与A1、A2之间的公共阻抗干扰问题。
电子设备地线干扰及其抑制
电子设备地线干扰及其抑制为构成电信号的通路、防止设备外壳带电而造成人身不安全,一般电子设备的机架、外壳、插件、插箱、底板等都与地相连。
连接这些“地”的导体称为地线,地线设置的不好,会影响设备的电磁兼容性设计,造成地线干扰,主要表现为:地阻抗干扰和地环路的干扰。
5.4.1 地阻抗干扰和抑制由于地线自身有阻抗,电路工作时,各种频率的电流都可能流经地线某些段而产生电压降,这种电压降会使得电路中各部分对地电压变化而产生干扰。
如图所示,U1为干扰电路1中的干扰源电压,U2为受干扰电路2中的信号电压,Z g为两电路公共地阻抗。
根据电路1和电路2两个回路可写出下列方程:图 公共地阻抗引起的干扰g g gL i Z I I U Z I I R R I U )()()(21211111+=+++=由于仅讨论电路1对电路2的干扰,2I 在公共阻抗g Z 上的作用不予考虑,(5.11)可简化为gg g L i Z I U Z R R I U 11111)(=++= 得gL i gg Z R R U Z U ++=111一般 g L i Z R R >>+11,忽略g Z 则111L i g g R R U Z U +=g U 在电路2负载2L R 上所形成的噪声电压n U 为n U =g L i L U R R R 222+将式(5—13)代入式(5—14)可得n U =))((221112L i L i L g R R R R U R Z ++可见,电路2负载2L R 上的噪声电压n U 与干扰电压1U 、公共地线阻抗g Z 及负载2L R 成正比。
为减少地阻抗的干扰,可以通过增大地线的横截面积,减少阻抗而达到抑制地线干扰的目的;在高频时,由于集肤效应,地线中的高频电流是沿地线表面流过的,因此,不但要求地线的横截面积大,而且要求横截面的周边长;在相同横截面积时,矩形截面周长大于圆形截面周长,而且矩形的宽厚比越大,截面周长越长。
PCB布线的地线干扰与抑制
PCB布线的地线干扰与抑制1.地线的定义什么是地线?大家在教科书上学的地线定义是:地线是作为电路电位基准点的等电位体。
这个定义是不符合实际情况的。
实际地线上的电位并不是恒定的。
如果用仪表测量一下地线上各点之间的电位,会发现地线上各点的电位可能相差很大。
正是这些电位差才造成了电路工作的异常。
电路是一个等电位体的定义仅是人们对地线电位的期望。
HENRY 给地线了一个更加符合实际的定义,他将地线定义为:信号流回源的低阻抗路径。
这个定义中突出了地线中电流的流动。
按照这个定义,很容易理解地线中电位差的产生原因。
因为地线的阻抗总不会是零,当一个电流通过有限阻抗时,就会产生电压降。
因此,我们应该将地线上的电位想象成象大海中的波浪一样,此起彼伏。
2.地线的阻抗谈到地线的阻抗引起的地线上各点之间的电位差能够造成电路的误动作,许多人觉得不可思议:我们用欧姆表测量地线的电阻时,地线的电阻往往在毫欧姆级,电流流过这么小的电阻时怎么会产生这么大的电压降,导致电路工作的异常。
要搞清这个问题,首先要区分开导线的电阻与阻抗两个不同的概念。
电阻指的是在直流状态下导线对电流呈现的阻抗,而阻抗指的是交流状态下导线对电流的阻抗,这个阻抗主要是由导线的电感引起的。
任何导线都有电感,当频率较高时,导线的阻抗远大于直流电阻,表 1 给出的数据说明了这个问题。
在实际电路中,造成电磁干扰的信号往往是脉冲信号,脉冲信号包含丰富的高频成分,因此会在地线上产生较大的电压。
对于数字电路而言,电路的工作频率是很高的,因此地线阻抗对数字电路的影响是十分可观的。
表1 导线的阻抗(Ω):频率Hz D = 0.6510cm 1m D = 0.2710cm 1m D = 0.06510cm 1m D = 0.0410cm 1m 10 51.4m 517m 327m 3.28m 5.29m 52.9m 13.3m 133m 1k 429m 7.14m 632m 8.91m 5.34m 53.9m 14m 144m 100k 42.6m 712m 54m 828m 71.6m 1.0 90.3m 1.07 1M 426m 7.12 540m 8.28 714m 10 783m 10.6 5M 2.13 35.5 2.7 41.3 3.57 50 3.86 53 10M 4.26 71.2 5.4 82.8 7.14 100 7.7 106 50M 21.3 356 27 414 35.7 500 38.5 530 100M 42.6 54 71.4 77 150M 63.9 81 107 115如果将10Hz时的阻抗近似认为是直流电阻,可以看出当频率达到10MHz 时,对于1米长导线,它的阻抗是直流电阻的1000 倍至10万倍。
电源地线引入交流干扰原因及解决办法
电源地线引入交流干扰原因及解决办法由50Hz工频电源引起视听设备的干扰,有多种原因,最常见的电源整流滤波不良及交流屏蔽不良引入的干扰已有许多文献予以论述,本文不打算详叙。
本文论述的是由电源地线引入的交流干扰。
1现象在演播厅、有线电视播出前端、电台播音室等视听设备较集中的场所,由于所谓的电源地线(非工作地线)引入的交流干扰,引起电视画面上有横向的二道干扰条纹上、下平移,或在伴音中出现50Hz交流哼声。
虽然在广播电视系统中仅偶尔出现,但一旦产生将会影响数以万计的观众或听众的感觉。
在这种情况下,如果将工作地线拆除反而会减轻干扰。
2原因通常设备多为单相供电,即单相三线制。
在设备负荷较重的场所,如较大型的演播厅、大功率发射台机房等则使用三相供电,即三相五线制。
这里,不论是单相三线制还是三相五线制均包含一根电源地线。
当我们把设备接入电源时,由于电源插头通常是单相三线制,这样就把设备的外壳(地端)与电源地线相连了(对于三相供电设备,多半是以接线柱相连,但也难免将电源地线与设备外壳相连)。
由于电源地线与电源线长距离并行布线,在地线上会产生感应电动势,加之动力设备存在较大的漏电及电力变压器外壳产生的感应电动势均通过电源地线泄放,势必在电源地线的接地电阻(一般虽然较小,但总不能为上产生较大电压降,因而电不是真正的地电位。
设备的外壳如果接在该地线上,产生干扰就不可避免了。
在实践中,我们发现,在上述状态下,如果用一根工作地线(非电源地线)接入设备外壳,则干扰不仅未降低,反而更加严重,见图1。
由前所述,其电源地线存在较强的感应电动势和漏电电压,可以看出,其感应电动势和漏电电压正通过电源地线接入设备外壳和电路公共端,由于尚未形成放电通路(或放电电流较小),对电路仅形成感应干扰。
在上述情况下再接入一工作地线,情况就复杂得多。
如图2所示,由于工作地线的接入,由电源地线引入的感应电压和漏电压不仅在设备外壳和线路公共端产生感应干扰,更由于工作地线为上述感应电压和漏电压提供了一条电流通路,形成干扰电流。
浅谈地线干扰及其抑制方法
电子报/2005年/11月/6日/第013版电子技校浅谈地线干扰及其抑制方法庄力群在电子产品的PCB设计中,抑制或防止地线干扰是考虑的最重要问题之一。
许多初学者不了解地线干扰的成因,因此对解决地线干扰问题也就束手无策。
所谓干扰,必然是发生在不同的单元电路、部件或系统之间。
地线干扰是指通过地线耦合的方式产生的信号干扰。
这里所提到的信号,通常是指交流信号或者跳变信号。
地线干扰的形式很多,笔者归成三种:附图可以说明三种地线干扰的成因。
A1、A2是级联的两个放大电路。
由于PCB设计的客观原因,各个电路单元分布在不同的板面位置,它们之间的连线必然有一定的长度,这就形成了导线(铜箔)电阻。
导线的直流电阻虽然很小,大都可以忽略,但是对于交流信号来说,其感抗成分就不可以忽略不计,尤其是频率比较高的时候更是如此。
地线同样是导线,因此也存在阻抗。
附图中的地线J、K、L、M、N就不可以简单地看成是等电位连线了,应该把它们各自看成一个电抗元件。
有了这个基本概念,就比较容易理解三种地线的干扰。
一、地环路干扰由于地线阻抗的存在,当电流流过地线时,就会在地线上产生电压。
当电流较大时,这个电压可以很高。
例如附近如有大功率用电器启动时,会在地线中流过很强的电流。
比如图中“B单元电路”的地线电流,流经地线K、L,或者K、M、J、N到达接地零点。
由于电路的不平衡性,每根导线上的电流不同,因此会产生差模电压,对电路造成影响,即“B单元电路”的地线电流,在J、N、L、M形成的“地线环路”中,对放大器A1和A2造成了影响。
由于这种干扰是由电缆与地线构成的环路电流产生的,因此成为地环路干扰。
二、地环路电磁耦合干扰在实际电路的PCB中,J、N、L、M形成的“地线环路”将包围一定的面积,根据电磁感应定律,如果这个环路所包围的面积中有变化的磁场存在,就会在环路中产生感生电流,形成干扰。
空间磁场的变化无处不在,于是包围的面积越大,干扰就越严重。
三、公共阻抗干扰认真考察图中所示的电路结构,将发现,J、N、L、M中,有一条连接线是多余的,去除其中之一,仍然可以满足各个接地点的连通关系,同时又可以消除地线环路。
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地线干扰对策4.1地环路对策从地环路干扰的机理可知,只要减小地环路中的电流就能减小地环路干扰。
如果能彻底消除地环路中的电流,则可以彻底解决地环路干扰的问题。
因此我们提出以下几种解决地环路干扰的方案。
A. 将一端的设备浮地如果将一端电路浮地,就切断了地环路,因此可以消除地环路电流。
但有两个问题需要注意,一个是出于安全的考虑,往往不允许电路浮地。
这时可以考虑将设备通过一个电感接地。
这样对于50Hz的交流电流设备接地阻抗很小,而对于频率较高的干扰信号,设备接地阻抗较大,减小了地环路电流。
但这样做只能减小高频干扰的地环路干扰。
另一个问题是,尽管设备浮地,但设备与地之间还是有寄生电容,这个电容在频率较高时会提供较低的阻抗,因此并不能有效地减小高频地环路电流。
B. 使用变压器实现设备之间的连接利用磁路将两个设备连接起来,可以切断地环路电流。
但要注意,变压器初次级之间的寄生电容仍然能够为频率较高的地环路电流提供通路,因此变压器隔离的方法对高频地环路电流的抑制效果较差。
提高变压器高频隔离效果的一个办法是在变压器的初次级之间设置屏蔽层。
但一定要注意隔离变压器屏蔽层的接地端必须在接受电路一端。
否则,不仅不能改善高频隔离效果,还可能使高频耦合更加严重。
因此,变压器要安装在信号接收设备的一侧。
经过良好屏蔽的变压器可以在1MHz以下的频率提供有效的隔离。
C. 使用光隔离器另一个切断地环路的方法是用光实现信号的传输。
这可以说是解决地环路干扰问题的最理想方法。
用光连接有两种方法,一种是光耦器件,另一种是用光纤连接。
光耦的寄生电容一般为2pf,能够在很高的频率提供良好的隔离。
光纤几乎没有寄生电容,但安装、维护、成本等方面都不如光耦器件。
D. 使用共模扼流圈在连接电缆上使用共模扼流圈相当于增加了地环路的阻抗,这样在一定的地线电压作用下,地环路电流会减小。
但要注意控制共模扼流圈的寄生电容,否则对高频干扰的隔离效果很差。
共模扼流圈的匝数越多,则寄生电容越大,高频隔离的效果越差。
4.2消除公共阻抗耦合消除公共阻抗耦合的途径有两个,一个是减小公共地线部分的阻抗,这样公共地线上的电压也随之减小,从而控制公共阻抗耦合。
另一个方法是通过适当的接地方式避免容易相互干扰的电路共用地线,一般要避免强电电路和弱电电路共用地线,数字电路和模拟电路共用地线。
如前所述,减小地线阻抗的核心问题是减小地线的电感。
这包括使用扁平导体做地线,用多条相距较远的并联导体作接地线。
对于印刷线路板,在双层板上布地线网格能够有效地减小地线阻抗,在多层板中专门用一层做地线虽然具有很小的阻抗,但这会增加线路板的成本。
通过适当接地方式避免公共阻抗的接地方法是并联单点接地,如图 4 所示。
并联接地的缺点是接地的导线过多。
因此在实际中,没有必要所有电路都并联单点接地,对于相互干扰较少的电路,可以采用串联单点接地。
例如,可以将电路按照强信号,弱信号,模拟信号,数字信号等分类,然后在同类电路内部用串联单点接地,不同类型的电路采用并联单点接地。
5.小结地线造成电磁干扰的主要原因是地线存在阻抗,当电流流过地线时,会在地线上产生电压,这就是地线噪声。
在这个电压的驱动下,会产生地线环路电流,形成地环路干扰。
当两个电路共用一段地线时,会形成公共阻抗耦合。
解决地环路干扰的方法有切断地环路,增加地环路的阻抗,使用平衡电路等。
解决公共阻抗耦合的方法是减小公共地线部分的阻抗,或采用并联单点接地,彻底消除公共阻抗.随着数字信息时代的来临,普通电视机逐渐普及并具有超大信息存储容量的DVD碟片和DVD播放器逐渐成为人们获取信息的主要途径。
由于采用一体化设计,TV+DVD COMBO机不仅省去了联接线和复杂的连接方法,而且用户仅需一只遥控器,就可完成TV和DVD的全部功能操作,只要按一下DVD或TV键就可方便地实现TV和DVD之间的转换。
这款TV+DVD COMBO机与普通电视机相比,它具有内置DVD播放器设计使TV和DVD共用部分电路资源节省成本,同时又能简化用户的连接和操作。
随着人们对电视图像质量要求的不断提高,电视接收机信号干扰问题日渐成为电路设计者所要首先考虑的问题。
电视接收机在不同的环境和条件下会受到不同种类、不同程度的干扰,所以对电视接收机干扰问题也相对复杂些。
而开路状态即电视信号不是通过同轴电缆进行信号传输,而是通过大气作为媒介用天线来接收电视信号的接收方式。
这种状态下的外界干扰会比闭路状态下更为严重。
但一般状态下形成干扰要满足3个基本要素:干扰源、传播路径、敏感器件,如图1所示。
从这些方面考虑电磁干扰,以达到对TV+DVD COMBO机开路接收的抗干扰性进行分析和改善,从而达到更好的电磁兼容性(EMC)。
由于电磁干扰的原因,工作在规定的电磁环境安全范围内的电气和电子的系统、装置和设备,他们的设计水平或性能上没有造成不可接受的下降,这种能力就是电磁兼容性。
1 接收机干扰种类任何可能引起装置、设备或系统性能降低或对生命物质或对无生命物质产生损害作用的电磁现象,叫电磁骚扰。
它可能是由电磁噪声、无用信号或传播媒介自身的变化。
对于电视接收机而言,它就是干扰源,用数学语言描述数字信号、开关电路、脉动发生电路和大功率控制电路等,在极短时间内电压电流急速变化的场合,含有电感和电容的电路通断的场合。
不同的交流电源干扰来自,外来噪声是外界干扰,内部噪声是机内噪声。
除此之外,噪声按传递途径分类文中从外部和内部对电视接收机的干扰进行分析。
1.1 外部干扰外部干扰是由电视机本身产生降低电视信号质量的干扰,一般多为辐射干扰,如:外界雷电、继电器运作、开关动作电路等。
当这些du/dt,di/dt值较大的干扰耦合进电视接收机,会对其产生严重的影响,重者会使电视机损坏,这种干扰又分自然干扰和人为干扰。
1.2 内部干扰一般情况下,受外界干扰的程度和强度由环境因素决定,所以改善TV+DVD COMBO机的电视信号效果要从电视机芯电路设计着手,也就是对电视机本身性能的研究。
当外界条件稳定的情况下,电视信号接收效果越好,说明该电视接收性能越强。
针对不同的电视接收机,不同机芯电路设计,在干扰种类和形式上基本相同,但不同的机芯电路设计有细微的干扰差别。
1.2.1 PCB设计及布线良好的印制电路板(PCB)设计和布线在电磁兼容性中是一个重要的因素。
大多数PCB布线受限于电路板的大小和铜板的层数。
一些布线技术可以用于一种电路,却不能用于另一种,这便主要依赖于布线工程师的经验。
所以PCB设计及布线成功的话将减少绝大部分的电磁干扰。
如果布线不当会产生干扰。
(1)线路板分区不合理:如强、弱信号、数字、模拟信号距离不当。
干扰源(电源)与大信号区过近,干扰频谱如图4所示。
这种干扰一般是通过电磁辐射耦合到相应的敏感区引起的。
(2)单片机总线与小信号区距离不当,产生干扰现象,如图5所示。
这种干扰是由于单片机产生的干扰通过传导或辐射耦合到小信号区。
(3)电路板的走线是主要的辐射源。
走线产生的辐射主要是由于逻辑电路中电流的突变,在导线的电感上产生了感应电压,这个电压会产生较强的辐射。
另外,由于导线起着辐射天线的作用,所以导线越长,辐射效率越高,产生的干扰程度越强。
(4)线路板上有较大的环路面积,易形成辐射源。
(5)布线是直角路径会在其内部的边缘产生集中的电场。
该电场能产生耦合到相邻路径的噪声。
(6)布线的间距过小易产生电容耦合的干扰,一般在走线距离方面有简单的规定。
(7)电源线的地线过窄,以致电源线和地线的阻抗相对较大,从而电流流过时产生一定的压降,对敏感区造成过大的干扰。
可见,PCB设计和布线是提高电视接收机抗干扰能力应考虑的因素。
1.2.2 开关电源部分干扰种类及现象:开关电源的差模、共模滤波器,由C801,T801和C802组成,抑制供电电路引入的各种电磁干扰掉,消除电网电压中高频干扰脉冲;由于共模滤波器具有双向性,即可将随交流电供电线路引入的干扰信号抑制之外,还可将由开关稳压电源高频振荡注入交流市电的电磁干扰抑制,而且后者的滤波效果更明显。
如图6(a)~图6(d)分别为电容C802前后的频谱图和波形图,可见经过差模电容后干扰程度明显减弱。
开关电源主要引起电视接收机的噪点干扰,轻微干扰,如图6所示;严重干扰时会形成S纹状干扰,如图7所示。
开关电源抑制电路由C873,C852,D843,R851组成。
在开关管Q801截止时,变压器在(1)~(3)绕组上产生突变的开关干扰电压,此电压通过D843对C873,C852充电。
由于D843正向导通电阻很小,故充电时间短,使(1)~(3)绕阻上的能量在开关管Q801截止的瞬间有一个释放通路。
这样,开关变压器(1)~(3)两端产生的突变电压会大大减小,从而起到抑制开关干扰作用。
而C852同时还对二极管两端产生的尖峰电压进行滤波。
其他形成原因和抑制方法如表1所示。
电容C835前后的地干扰情况有较大差别,电容的滤波效果明显,如图8(a)和图8(b)分别为电容滤波前后的频谱图。
开关电源部分还具体研究了C808,C809,C817,C830,C851(冷地部分两个地之间的耦合电容),C832,C833,C852,C864几个电容的滤波效果,如表2所示。
通过对上述电容的分析,可知电容的滤波作用不是电容越大状态越好,而是根据具体的电路匹配适合的电容,频率决定电容的选择,电压决定耐压的选择,同时还要考虑器件选择的成本问题。
1.2.3 DVD部分在DVD部分,它有两个地线回路:一是DVD的地线,一是在主机芯板上与12 V的DVD供电电源形成回路的地线。
对于后一个回路的不同接点会形成一定的干扰。
地线回路路径如PCB图8,当把C818正极与它下面的地线连接可以形成地线环路如PCB图10所示,这种情况下会引入大信号地的干扰,当观看DVD 静态画面时出现波纹干扰。
而在J917处接通地线回路时,就不会出现上述干扰现象,这是因为这个回路没有走大信号的地,从而没有串入干扰。
2 干扰传播路径干扰传播的途径如图10所示。
有通过电源线、信号线、地线、大地等途径传播的“传导传播”,也有通过空间直接传播的“辐射传播”。
2.1 辐射传播电场(E场)产生于两个具有不同电位的导体之间。
电场的单位为m/V,电场强度正比于导体之间的电压,反比于两导体间的距离。
磁场(H场)产生于载流导体的周围,磁场的单位为m/H,磁场正比于电流,反比于离开导体的距离。
当交变电压通过网络导体产生交变电流时,产生电磁(EM)波,E场和H场互为正交同时传播。
传播速度由媒体决定;在自由空间等于光速3×108m/s。
在靠近辐射源时,电磁场的几何分布和强度由干扰源特性决定,仅在远处是正交的电磁场,如图12所示。
2.2 传导传播产生传导干扰可以为差模(在火线和零线之间或信号线之间)或共模(在火线/零线/信号和地线之间),也可以为两者的组合。