电磁骚扰的耦合机理
第三章 电磁骚扰的传导发射和传导耦合
(4)公共阻抗耦合举例
电路1 电路2
~
地电流1
公共地阻抗 地电流2 改进1 改进2
~
V
~
第3节 传导发射测量
一、传导发射测试概述
测试场地-屏蔽室 传导发射测量设备
测量接收机 人工电源网络(AMN)
线性阻抗稳定网络(LISN)
电压探头或电流探头 功率吸收钳
传导发射测量参数
传导骚扰电压 传导骚扰电流(共模电流和差模电流)
传导功率
频率范围的上限是30MHz
二、传导发射测量场地——电磁屏蔽室
电源滤波器
电缆接线板
通风板
通风板
三、传导发射测量设备
(1)测量接收机
测量接收机也叫EMI测量仪是电磁兼容测试 中应用最广、最基本的测量仪器
测量接收机的三大组成部分
(2)差模骚扰
差模骚扰作用时,骚扰电压差动地出现在两个信号线 之间,与所加信号相同的方式存在于信号电路中。
差模电流大小相等,方向相反
差模电流和信号电流往返路径一致,很难消除。
产生差模电流的原因
外界电磁场在信号线和信号地线之间直接 感应出差模电流 来自电网中其它设备的干扰电流,如感性 负载的通断 共模电流转换为差模电流
Zs R j L
为电源内阻和电源线阻抗
(2)共ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ线阻抗耦合
当两个或多个电路共用地线时,将产生共地线阻
抗耦合。一个电路的电流通过公共地线阻抗在另
一个电路上出现干扰电压。
Z g R j L 为地线阻抗
(3)共线路阻抗耦合
电路2的电源电流的任何变化都会影响电路1的电
源电压,这就是由公共线路阻抗耦合造成的干扰
电磁干扰传播和耦合理论
RL UL = Us Rs + 2 Rt + RL
电磁干扰传播和耦合理论
讨论: 讨论: ρl (1)低频时 低频时, 其中l为导线长度 为导线长度, 为导线截面积 为导线截面积, (1)低频时, Rt = (Ω) ,其中 为导线长度,S为导线截面积,ρ S 为电阻率。 为电阻率。 d 5 1 RAC = RDC i = i µrσ r f ×10−7 (Ω) (2)高频时 高频时, (2)高频时, 4δ 6 d 二、电容性耦合 两个电路中的导体,当它们靠得比较近而且存在电位差时, 两个电路中的导体,当它们靠得比较近而且存在电位差时, 会产生电场耦合,其程度取决于两导体的分布电容C。 会产生电场耦合,其程度取决于两导体的分布电容 。 U1为干扰电压, 为干扰电压, A为干扰源电路 为干扰源电路 B为接收电路 为接收电路
电磁干扰传播和耦合理论
电磁干扰的传播途径 一、电磁干扰传输的二种方式 1、传导方式 2、辐射方式 二、常见辐射耦合 1、天线对天线耦合 2、场对线的耦合 3、线对线感应耦合
电磁干扰传播和耦合理论
传导耦合的基本理论 三种基本的耦合性质: 电阻性耦合、 三种基本的耦合性质 电阻性耦合、电感性耦合和电容性耦合 一、电阻性耦合 这是最常见最简单的传导耦合方式。 这是最常见最简单的传导耦合方式。例如 可控硅调速装置中较严重的高频干扰通过导线传输给电动机 各种按键开关操作时因触头抖动引起的瞬态干扰 印刷电路板受潮后引起线间绝缘强度降低易发生电干扰等 典型电路图: 典型电路图:
电磁干扰传播和耦合理论
结论:①电偶极子的近区场与静态场有相同的性质,称为似稳场 结论: 电偶极子的近区场与静态场有相同的性质, 准静态场) (准静态场)。 * S = E × H = 0 ,即近区场没 电场和磁场有π/2的相位差 的相位差, ②电场和磁场有π/2的相位差,平均 有能量向外辐射,又称束缚场。 有能量向外辐射,又称束缚场。 (2)远区场 远区场- (2)远区场-辐射场 λ r >> kr>>1时 距离r>> r>>λ 称为远区。 当kr>>1时,即 2π 时,距离r>>λ,称为远区。
电磁兼容基本知识介绍电磁耦合机理
1、传导耦合导线经过有干扰的环境,即拾取干扰信号并经导线传导到电路而造成对电路的干扰,称为传导耦合,或者叫直接耦合。
在音频和低频的时候由于电源线、接地导体、电缆的屏蔽层呈现低阻抗,故电流注入这些导体时容易传播,当噪声传导到其他敏感电路的时候,就能产生干扰作用。
在高频的时候:导体的电感和电容将不容忽视,感抗随着频率的增加而增加,容抗随着频率的增加而减小。
jwL,1/jwC解决方法:防止导线的感应噪声,即采用适当的屏蔽和将导线分离,或者在骚扰进入明暗电路之前,用滤波的方法将其从导线中除去;2、共阻抗耦合当两个电路的电流经过一个公共阻抗时,一个电路的电流在该公共阻抗上形成的电压就会影响到另一个电路。
3、感应耦合a)电感应容性耦合干扰电路的端口电压会导致干扰回路中的电荷分布,这些电荷产生电场的一部分会被敏感电路拾取,当电场随时间变化,敏感回路中的时变感应电荷就会在回路中形成感应电流,这种叫做电感应容性耦合。
解决方法:减小敏感电路的电阻值,改变导线本身的方向性屏蔽或者分隔来实现。
b)磁感应耦合干扰回路中的电流产生的磁通密度的一部分会被其他回路拾取,当磁通密度随时间变化时就会在敏感回路中出现感应电压,这种回路之间的耦合叫做磁感应耦合。
主要形式:线圈和变压器耦合、平行双线间的耦合等。
铁心损耗常常使得变压器的作用类似于抑制高频干扰的低通滤波器。
平行线间的耦合是磁感应耦合的主要形式要想减少干扰,必须尽量减少两导线之间的互感。
4、辐射耦合辐射源向自由空间传播电磁波,感应电路的两根导线就像天线一样,接受电磁波,形成干扰耦合。
干扰源距离敏感电路比较近的时候,如果辐射源有低电压大电流,则磁场起主要作用;如果干扰源有高电压小电流,则电场起主要作用。
对于辐射形成的干扰,主要采用屏蔽技术来抑制干扰。
2.电磁干扰的电磁耦合及发射机理
电磁耦合机理与干扰发射干扰耦合信号的频谱分析 传导/辐射干扰耦合的基本机理 传导干扰及典型干扰源频谱 辐射干扰及典型干扰源频谱 传导干扰与辐射干扰的关系 电路的电感特性——E“E E E” :E E E E电磁耦合机理与干扰发射——频谱分析 周期信号:f(t)的傅立叶级数为 : f ( t ) =∞n = −∞∑F n e jn Ω t对于幅值为A,脉宽为τ,周期为T的矩形波信号,有Fn =Aτ sin( nΩτ / 2) T nΩτ / 2对于幅值为A,脉宽为τ,上升下降时间均为τr,周期为T的梯形波信号,有Fn =Aτ sin(nΩτ / 2) sin(nΩτ r / 2) T nΩτ / 2 nΩτ r / 2——EE EEMC1 T: E E E ETE——E7 ET ∞ F(ω) = lim ∫ Fδ(ω′ − ω)dω′ n T→ ∞ 2 − ∞ πufEE——E50%50%tr—— τEE1 f1 = πτf 2 = π1tr10 -2 10 -3 10 -4 V 10 -5 10 -6 10 -7-20 -2dB 0d B/ /de de c cc c de de B B// 0d 0d /dec -4 B -4-40d10k100k1M1/±´10M1/±´r 100M1GE E EEHzE电磁耦合机理与干扰发射——频谱分析时域波形矩 形 波梯 形 波频域波形印制板用分立滤波器— 使用效果对比采用三端滤波器后的情况由于使波形消除过冲振铃,致使其高频分量急剧减 少,从而达到了消除干扰的作用。
4MH z测试点200Ω74AS0 44MHz测试点74AS04200Ω基尔霍夫定律时域信号由源到负载的传输都必须构成一个回路 频域信号由源到负载都必须有一个最低阻抗路径不正常回路E这是产生电磁兼容 问题的本质正常回路天线辐射电磁波的基本原理导线回路载有 交变电流 导线回路开路,电路上的 电流就变成了电力线, 继 续维持回路,构成了天线 。
电磁干扰源及耦合途径
电磁干扰及耦合途径电磁干扰现象开关电源数字脉冲电路电子设备220AC产生电磁干扰的条件1.突然变化的电压或电流,即dV/dt或dI/dt很大2.辐射天线或传导导体设计中,遇到电压、电流的突然变化,需要考虑潜在的电磁干扰问题构成干扰三要素EUT EUT 干扰源耦合途径敏感设备空间辐射的电磁波导线传导的电压电流电磁干扰干扰产生及抑制1、产生电磁干扰2、抑制干扰),r,f,t(R),r,f,t(C),r,f,t(Sθθθ≥•),r,f,t(R),r,f,t(C),r,f,t(Sθθθ≤•干扰源耦合途径敏感设备电磁敏感性(抗扰性)1、电磁敏感性:电子设备或系统对电磁干扰的响应特性,电磁敏感性越高,抗干扰能力越低。
2、电磁抗扰性:设备或系统抵制电磁干扰的能力。
敏感频率和抗扰度允许值1、敏感频率:在该频率上,设备对电磁干扰的响应比较敏感。
2、抗扰度允许值:导致设备或系统性能下降的干扰信号的幅值(可以是电压、电流、电场强度、磁场强度、功率密度……)。
电磁干扰安全系数INM=敏感度门限在关键试验点或信号线上的干扰电平)dB(I)dB(N)dB(M−=1>M电磁兼容1<M存在潜在电磁干扰0>)dB(M0<)dB(M电路敏感度模拟电路敏感度数字电路敏感度μμN)B(kfS=dld NBS=比例系数频带宽度热噪声电压频带宽度最小触发电平数字电路有较强的抗干扰能力分贝(dB) 的概念分贝的定义:分贝数=10lg P2P1P1、P2 是两个功率数值,对于电流或电压,定义如下:电压增益的分贝数=20lg V2V1电流增益的分贝数=20lg I2I1用分贝表示的物理量电压:用1V、1mV、1μV 为参考(例如:1μV = 0dBμV)则单位为:dBV、dBmV、dBμV 等,电流:用1A、1mA、1μA 为参考,则:dBA、dBmA、dBμA场强:用1V/m、1μV/m 为参考,则:dBV/m、dBμV/m 等,功率:用1W、1mW 为参考,则:dBW、dBm等,测量单位换算关系1、功率2、电压U、电流I、场强(E、H)6010301010+=+==WWdBWdBmWWdBWPlgPPlgPPlgPμ12020602020+=+==VVdBVdBmVVdBVUlgUUlgUUlgUμAdBdBmAdBAmAμ1004020100−例子常见干扰源雷电NEMP脉冲电路ESD无线通信直流电机、变频调速器电磁干扰源分类人为干扰源电磁干扰源大气干扰雷电干扰宇宙干扰热噪声功能性干扰非功能性干扰自然干扰源广播电视雷达通信输电线开关系统办公设备家用电器1电磁干扰源分类2、按传播途径分传导干扰辐射干扰3、按干扰的性质分脉冲干扰平滑干扰4、按干扰作用时间分连续干扰间歇干扰瞬变干扰5、按信号的功能分功能性干扰。
电磁兼容第3章电磁骚扰的耦合与传输理论
在波源附近除了束缚电磁波以外,也有自由电磁波, 只是束缚电磁波的能量或电磁场比自由电磁波大得多。
束缚电磁波的电磁场也称为感应场, 而自由电磁波的电磁场则称为辐射场。 在离开波源相当远的区域辐射场又比感应场强得多。
2020/6/18
产生辐射的直接原因是变化的电场和变化的磁场的相互转化。麦 克斯韦方程表明:电磁场变化的快慢决定了电磁场的强弱,也就决定 了电磁辐射能量的多少。
R
1
j(C12C2G)
那么,式(3-4)可简化为
UN
C1
C1 2 2C2G
U1
(3-6)
式(3-6)表明,在导体2与地之间产生的电容性耦合骚扰电压 与频率无关,且在数值上大于式(3-5)表示的骚扰电压。 式(3-6)给出了最大的骚扰电压UN。
2020/6/18
当频率满足关系
1
R(C1 2C2G)
(3-7)
2020/6/18
电磁波就其与波源的关系来看,可以分为两类: 一类是在波源附近的束缚电磁波,它的电磁能量不仅在电场能量与磁场能量 之间来回转换,而且在波源与其周围空间之间来回转换。 某时束缚电磁波的电磁总能量是随时间增加的,这时波源供给能量;在另外 的时间,束缚电磁波的电磁总能量是随时间减少的,波源由电磁场吸收能量,也 就是束缚电磁波交出能量。 束缚电磁波的能量是不向远方辐射的。 另一类是电磁能量完全辐射的,即自由电磁波。在远离波源的地方,电磁波 能量基本上完全是自由电磁波能量。
2020/6/18
另一种观点认为,电容性耦合、电感性耦合以及这两 者共同作用的两导体间的感应耦合均归属于传导耦合范围 ,且“传导耦合包括通过线路的电路性耦合,以及导体间 电容和互感所形成的耦合”,如下图所示:
第3章 干扰耦合机理
第3章 干扰耦合机理
图 3-6 感应电压取决于回路包围的面积S
第3章 干扰耦合机理
因为BS cosθ表示耦合到敏感电路的总磁通量, 所
以能够把(3-14)式和(3-16)式结合起来, 用两电路之间
的互感M来表示感应电压UN, 即
di1 U N j MI1 M dt
(3-17)
(3-16)式和(3-17)式是描述两电路之间电感性耦合
使绞线产生的磁通密度B能互相抵消掉。 至于受干扰电路 的面积S, 可将导线尽量置于接地面上, 使其减至最小; 或利 用绞线的其中一条为地电流回路, 使地电流不经接地平面, 以减少回路所围的面积。 cosθ的减小则可利用重新安排 干扰源与受干扰者的位置来实现。
第3章 干扰耦合机理
图 3-7 两电路间的电感性耦合
与频率无关, 且在数值上大于(3-4)式表示的骚扰电压。
第3章 干扰耦合机理
图3-4给出了电容性耦合骚扰电压UN的频率响应。 它是
(3-6)式的骚扰电压UN与频率的关系曲线图。 正如前面已经 分析的那样, (3-6)式给出了最大的骚扰电压UN。 图3-4 也
说明, 实际的骚扰电压UN总是小于或等于(3-4)式给出的骚扰
的基本方程。
第3章 干扰耦合机理
图3-7表示了由(3-17)式描述的两电路之间的电感性耦合。
I1是干扰电路中的电流, M是两电路之间的互感。 (3-16)式和
(3-17)式中出现的角频率为(弧度/秒), 表明耦合与频率成正 比。 为了减小骚扰电压, 必须减小B、S、cosθ。
欲减少B值, 可利用加大电路间的距离或将导线绞绕,
地之间连接了一个幅度为In=jωC12U1的电流源。 (3-4)式是 描述两导体之间电容性耦合的最重要的公式, 它清楚地表明
电磁干扰(EMI)串扰机制
受害线远端串扰近端串扰回路区线1驱动线地1/ 耦合叠加性2/ ic= C dv/dt,vl= L di/dt3/ 后向以及前向电流4/ 由于互感作用产生感应电动势5/ 依赖于信号的上升时间6/ 传输线总长度对于两端与负载匹配的终端来说阶跃脉冲就相当于电池开关t=t0时刻闭合近端串扰~ V sC MCL ML远端串扰~ V STrdC MCL ML其中Td= X*图-43线1(噪声源)线2(受害器件)近端远端0 V要点:图-44线1(噪声源)线2(受害器件)远端近端R s R L噪声I CM I CM+-V CM+-V CMR SR LI CM无噪声共模(Cu1Cu2Cu3差模屏蔽变压器中最好的屏蔽方式+V DM无噪声基础二级..铁氧体磁芯图-50: 扼流圈的物理结构Z图-52DM扼流圈图-53:输出为方波时,扼流圈与简单电感的效果对比AinV CM 迟失真inV CM 共模磁通量相加 楞次定律(差模磁通量互相抵消Cap BypassCap DM铁氧体磁芯差模共模扼流圈共模扼流圈视频信号输出V AC共模扼流圈开关电源负载AC图-59图-60地平面地平面宽度地平面面积的85%大回路区远端串扰近端串扰干扰线线1干扰线线2回路区低频地平面回线是低阻抗路径Return loop 扁平电缆回线环路框架地线扁平电缆需要有回线_+更好的接地引脚排布方式能够隔离串扰。
电磁兼容基本知识介绍电磁耦合机理[本站推荐]
电磁兼容基本知识介绍电磁耦合机理[本站推荐]第一篇:电磁兼容基本知识介绍电磁耦合机理[本站推荐]1、传导耦合导线经过有干扰的环境,即拾取干扰信号并经导线传导到电路而造成对电路的干扰,称为传导耦合,或者叫直接耦合。
在音频和低频的时候由于电源线、接地导体、电缆的屏蔽层呈现低阻抗,故电流注入这些导体时容易传播,当噪声传导到其他敏感电路的时候,就能产生干扰作用。
在高频的时候:导体的电感和电容将不容忽视,感抗随着频率的增加而增加,容抗随着频率的增加而减小。
jwL,1/jwC解决方法:防止导线的感应噪声,即采用适当的屏蔽和将导线分离,或者在骚扰进入明暗电路之前,用滤波的方法将其从导线中除去;2、共阻抗耦合当两个电路的电流经过一个公共阻抗时,一个电路的电流在该公共阻抗上形成的电压就会影响到另一个电路。
3、感应耦合a)电感应容性耦合干扰电路的端口电压会导致干扰回路中的电荷分布,这些电荷产生电场的一部分会被敏感电路拾取,当电场随时间变化,敏感回路中的时变感应电荷就会在回路中形成感应电流,这种叫做电感应容性耦合。
解决方法:减小敏感电路的电阻值,改变导线本身的方向性屏蔽或者分隔来实现。
b)磁感应耦合干扰回路中的电流产生的磁通密度的一部分会被其他回路拾取,当磁通密度随时间变化时就会在敏感回路中出现感应电压,这种回路之间的耦合叫做磁感应耦合。
主要形式:线圈和变压器耦合、平行双线间的耦合等。
铁心损耗常常使得变压器的作用类似于抑制高频干扰的低通滤波器。
平行线间的耦合是磁感应耦合的主要形式要想减少干扰,必须尽量减少两导线之间的互感。
4、辐射耦合辐射源向自由空间传播电磁波,感应电路的两根导线就像天线一样,接受电磁波,形成干扰耦合。
干扰源距离敏感电路比较近的时候,如果辐射源有低电压大电流,则磁场起主要作用;如果干扰源有高电压小电流,则电场起主要作用。
对于辐射形成的干扰,主要采用屏蔽技术来抑制干扰。
第二篇:电磁兼容EMC)是否等同于电磁干扰(EMI),为什么?不同,电磁兼容是设备要有一定的抗电磁干扰能力,二是设备中自身产生的电磁骚扰抑制在一定水平下。
电动机的电磁耦合与电磁干扰
电动机的电磁耦合与电磁干扰电动机是一种将电能转换为机械能的设备,广泛应用于工业和家庭领域。
然而,在电动机的使用过程中,会伴随着一些问题,其中之一就是电磁耦合和电磁干扰。
本文将介绍电动机的电磁耦合和电磁干扰的概念、原因及解决方法。
一、电磁耦合的概念与原因电磁耦合指的是电动机内部的电力信号在不同部件之间相互干扰或传递的现象。
这种耦合通常发生在电机的线圈、轴承、端盖等部件之间。
导致电磁耦合的原因主要有以下几点:1. 线圈间的磁场相互作用:当电动机的线圈接通电源后,会产生磁场。
如果线圈之间相距较近,磁场就会相互作用,导致电磁信号的传递和干扰。
2. 电动机内部的共模干扰:在电动机的运行中,由于电源的电流突变或线圈的电位差,会产生共模电磁波。
这些共模电磁波会引起线圈之间的电流和电压波动,从而导致电磁耦合现象的出现。
3. 轴承的磁场耦合:电动机的转子通常由磁铁制成,这些磁铁会产生磁场。
当转子旋转时,会引起轴承周围的金属件和线圈中的电流发生变化,导致电磁耦合的发生。
二、电磁耦合的影响与解决方法电磁耦合的存在会对电动机的正常运行造成一系列的影响,包括但不限于以下几个方面:1. 降低电动机的效率:电磁耦合会导致电动机内部能量的互相传递和消耗,从而降低电动机的效率,使其工作效果不理想。
2. 增加能量损耗:电磁耦合会产生额外的能量损耗,在电动机的运行中,这些能量损耗会以热量的形式释放出来,影响电机的使用寿命。
3. 引起其他系统的干扰:电磁耦合产生的电磁干扰可能会影响到其他电子系统的正常工作,造成系统性能下降或数据传输错误。
为了解决电磁耦合带来的问题,可以采取以下方法:1. 电磁屏蔽:通过给电机进行适当的屏蔽处理,减少或防止电磁信号的传递和干扰。
常用的屏蔽材料有金属盒、屏蔽罩等。
2. 线圈隔离:将电动机的线圈相互隔离,减少线圈之间的相互作用和电磁波的干扰。
可以采用绝缘材料进行线圈的隔离。
3. 优化电源设计:合理设计电源回路,采用滤波电容、电感等元件对电源进行滤波,减少共模干扰的发生。
EMI电磁干扰中耦合机理与电场干扰解释
EMI 电磁干扰中耦合机理与电场干扰解释
电磁干扰EMI 是电子电路设计者设计生涯中最头疼的问题之一,只要电路运行,就必然有电磁干扰的产生。
怎样最大程度的抑制EMI 的产生就成为了人们关心的话题,然而想要解决EMI 问题,首先就要了解EMI 的产生机理。
本文就将对EMI 产生机理中的耦合机理与电场干扰来进行解释。
耦合机理
图1 耦合机理的分类
从图1 可见,耦合机理可进行划分,辐射分为电场与磁场,再细分又是近场与远场。
耦合为分传导与辐射。
产生电场干扰的基本原因,是带电物体的电荷在重新进行分布,即分布电容在不断进行充放电;产生磁场干扰的基本原因,是流过导体中的电流大小和方向在不断改变,即分布电感产生的磁通大小和方向在不断变化。
电场干扰
图2
如图2 所示,位移电流I 等于电场强度E 乘以迁移率m,即:
I=E×m
由于感应导体中的电场强度每处都不一样,所以导体中位移电流大小每处都不一样。
当带电体的极性或电场方向改变时,被感应的导体中就会产生位移电流。
所以位移电流也称极化电流。
当导体的长度正好等于四分之一波长的整数倍时,就会产生谐振,同时会产生很强的电磁辐射。
EMC理论基础知识系列:电磁骚扰的耦合机理
EMC理论基础知识系列:电磁骚扰的耦合机理电磁兼容性(Electro Magnetic Compatibility,EMC),是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。
因此,EMC包括两个方面的要求:一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值;另一方面是指器具对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度,即电磁敏感性。
本系列将为新手们讲述EMC理论基础知识,本文主要介绍电磁骚扰的耦合机理。
电磁骚扰传播或耦合,通常分为两大类:即传导骚扰传播和辐射骚扰传播。
通过导体传播的电磁骚扰,叫传导骚扰;通过空间传播的电磁骚扰,叫辐射骚扰。
上图传染病的模型非常近似:电磁骚扰的常用单位骚扰的单位通用分贝来表示,分贝的原始定义为两个功率的比:通常用 dBm 表示功率的单位,dBm 即是功率相对于 1mW 的值:通过以下的推导可知电压由分贝表示为(注意有一个前提条件为R1=R2):通常用 dBuV 表示电压的大小,dBuV 即是电压相对于 1uV 的值。
对于辐射骚扰通常用电磁场的大小来度量,其单位是V/m。
通常用的单位是dBuV/m。
传导干扰a、共阻抗耦合由两个回路经公共阻抗耦合而产生,干扰量是电流i,或变化的电流 di/dt。
当两个电路的地电流流过一个公共阻抗时,就发生了公共阻抗耦合。
我们在放大器中,级与级之间的一种耦合方式是“阻容”耦合方式,这就是一种利用公共阻抗进行信号耦合的应用。
在这里,上一级的输出与下一级的输入共用一个阻抗。
由于地线就是信号的回流线,因此当两个电路共用一段地线时,彼此也会相互影响。
一个电路的地电位会受到另一个电路工作状态的影响,即一个电路的地电位受另一个电路的地电流的调制,另一个电路的信号就耦合进了前一个电路。
对于两个共用电源的电路也存在这个问题。
解决的办法是对每个电路分别供电,或加解耦电路。
b、容性耦合在干扰源与干扰对称之间存在着分布电容而产生,干扰量是变化的电场,即变化的电压 du/dt。
3电磁干扰耦合1
部分屏蔽对电容耦合的效果
C12 C1G C1s
C2S
C12
C1s
V1
VN
CsG
CSG C2G V1 VN
实际导体总不能完全屏蔽起来,至少在两端要暴露出来。这 时,导体1和导体2之间还会存在电容C12 ,导体2对地之间有 电容C2G ,这时,即使导体2 的屏蔽层接地,导体2上也还有 耦合电压: VN = V1 [ C12 / ( C12 + C2G + C2S ) ]
I sg
Vgi Vgu ( Z g Z L ZW ZC )
Vi=IgZc
导线之间的串扰耦合
电容耦合:由于电容是由两个导
R0
C M
R
L
体构成的,因此两根导线就构成 了一个寄生电容。由于这种寄生 电容的存在,一个导线中的能量 能够耦合到另一个导线上。这种 耦合称为电容耦合,或电场耦合。 电感耦合:当一根导线上的电流 发生变化,而引起周围的磁场发 生变化时,在周围另一根导线上 感应出电动势。于是,一根导线 上的信号就耦合进了另一根导线。 这种耦合称为电感耦合,或磁场 耦合。
互电感定义与计算
回路1 回路2
a a
b
自电感:当一个回路中有电流I流过时,会在回路中产生磁通,磁通量与电流之 间的关系通过一个系数L来确定,这个L就是自电感: L=/I
减小电容耦合的方法
从公式中可以看出,可以控制电容耦合的参数有三个: 两个导体之间的电容,接收导体对参考地的电阻,接 收电路对参考地的电容。其中,前两个参数在实践中 最重要。因此 在实践中,常通过降低接收电路的电阻来减小电容耦 合(高阻抗电路容易受到干扰)。 减小两个导体之间的电容可以通过调整两个导体的方 向、距离、屏蔽等方法。两个导体垂直时,电容最小, 平行时,最大。 增加距离可以减小导体间的电容。但是,当距离增加 到一定程度时,再继续减小,电容量几乎不变了。
第7章 电磁骚扰耦合
电流钳工作原理和结构
三、共模骚扰和差模骚扰的转换
通常由于电路结构的不平衡, 共模骚扰电流会转换为差模骚扰电流。
Z1 Z 2
第2节 公共阻抗耦合
传导发射是指系统内部的电压或电流通过信 号电缆、电源线或地线传输出去而成为其他 系统或设备的骚扰源的方式称为传导发射。 传导耦合是指骚扰源的电磁能量以电压或电 流的形式通过金属导线耦合至敏感设备。该 金属导线可以是电源线、地线或信号线。
2
有反射面存在时,上述预测公式为:
E 263 10
16
1 ( f AI ) sin r
2
周长小于λ/4的环天线的最大辐射方向为=90º , 所以:
Emax 263 10
16
1 ( f AI ) r
2
脉冲信号的差模辐射预测
1. 2.
求脉冲信号的傅里叶级数 n次谐波电流幅值的确定方法
IND VFE
屏蔽电缆减小感性耦合
屏蔽层两端不接地 屏蔽层两端接地—f<fsh 屏蔽层两端接地—f>fsh
3、感性-容性耦合模型
时域
Lm dI G dt
Cm
dVG dt
频域
jLm I G
jC mVG
感性-容性频域耦合模型计算公式
V NE RNE RNE RFE jLm I G jCmV G RNE RFE RNE RFE RFE RNE RFE jC V jLm I G m G RNE RFE RNE RFE
屏蔽电缆减小容性耦合
CAP CAP VNE VFE
j RCS VG 1 j RCS CS CRS CGS CRS CGS
R
RNE RFE RNE RFE
电磁兼容理论与方法第二章
第2章 电磁骚扰的耦合途径
第2章 电磁骚扰的耦合途径
第2章 电磁骚扰的耦合途径
第2章 电磁骚扰的耦合途径
2.1 传导耦合 2.2 共阻抗耦合 2.3 感应耦合
2.4 辐射耦合
第2章 电磁骚扰的耦合途径
电磁骚扰的三要素:骚扰源、耦合途径、敏感设备。
其中耦合途径或称耦合通道:指将电磁骚扰能量传输 到敏感设备的通路或媒介。 电磁骚扰的耦合途径主要有传导耦合、共阻 抗耦合、感应耦合和辐射耦合等四种途径。
第2章 电磁骚扰的耦合途径
2.1 传导耦合
传导是骚扰源与敏感设备之间的主要骚扰耦合途 径之一。传导耦合途径要求在骚扰源与敏感设备 之间有完整的电路连接,该电路可包括导线、供 电电源、机架、接地平面、互感或电容等,于是, 只要共用一个返回通路将两个电路直接连接起来, 就会发生传导耦合,此返回通路可以是另一根导 线,也可以是公共接线回路、互感或电容。传导 耦合途径又可分为电路性传导耦合、电容性传导 耦合及电感性传导耦合。
第2章 电磁骚扰的耦合途径
图中Z1,Z2,Z12为阻抗,又称复数阻抗, 、Z1及 Z12组成回路1,Z12及Z2组成回路2。当回路1有电压 作用时,该电压经Z1加到公共阻抗Z12上,如果回 路2开路,由回路1耦合到回路2的电压为
Z12 U 2 IZ12 U1 Z1 Z12
设干扰源的电压和频率恒定, 减少容性耦合则可归结为减 小如下两个参数:一方面使敏感电路在较低的电阻值上工作, 另一方面减小电容 C12,而电容 C12 的减小又可通过导线本身 的方向性、 屏蔽或者分隔来实现。 进而达到减小导线 2 上感应 电压的目的。
第2章 电磁骚扰的耦合途径
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电磁骚扰的耦合机理
第一部分电磁骚扰的耦合机理
1、基本概念
电磁骚扰传播或耦合,通常分为两大类:即传导骚扰传播和辐射骚扰传播。
通
过导体传播的电磁骚扰,叫传导骚扰;通过空间传播的电磁骚扰,叫辐射骚扰。
2、电磁骚扰的常用单位
骚扰的单位通用分贝来表示,分贝的原始定义为两个功率的比:
通过以下的推导可知电压由分贝表示为(注意有一个前提条件为R1=R2):
通常用dBuV 表示电压的大小,dBuV 即是电压相对于1uV 的值。
对于辐射骚扰通常用电磁场的大小来度量,其单位是V/m。
通常用的单位是
dBuV/m。
3、传导干扰
a、共阻抗耦合
由两个回路经公共阻抗耦合而产生,干扰量是电流i,或变化的电流di/dt。
当两个电路的地电流流过一个公共阻抗时,就发生了公共阻抗耦合。
我们在放大器中,级与级之间的一种耦合方式是“阻容”耦合方式,这就是一种利用公共阻抗进行信号耦合的应用。
在这里,上一级的输出与下一级的输入共用一个阻抗。
由于地线就是信号的回流线,因此当两个电路共用一段地线时,彼此也会相互影响。
一个电路的地电位会受到另一个电路工作状态的影响,即一个电路的地电位受另一个电路的地。