电磁兼容(第二章)电缆布线
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2
μI 1 μI 1 b dr = ln( ) 2 πr 2π a
VN
1 a
3
.
4
μ b φ = [ π ln( a )] I 1
b
μ b M= π ln( a )
VN = jω MI1
第三节 屏蔽对磁性耦合的影响
I1 1 M 12 M 1S
R1
V1
如果在导线2的周围放置一个未接地的 2 非磁性屏蔽层，由于屏蔽层对导线1和 导线2间介质的几何特征或磁特性没有 R1 影响，所以它对感应到导线2上的电压 也没影响。所以屏蔽层上拾取的电压只 决定于导线1中的电流。
为了防止辐射，我们可以对干扰源进行屏蔽。
自由空间中 载流导线
磁场 电场
导线 磁场
单点接地 屏蔽线
屏蔽层
两端接地 屏蔽线
屏蔽层
导线
导线
空间中存在 电场和磁场
电力线终止在屏蔽层 上，对磁场影响很小
屏蔽层上电流如果和中 心导线上电流大小相等 方向相反，屏蔽层外没 有场
两端接地电缆的防辐射屏蔽
为了防止电路进行磁场辐射，屏蔽层必须 进行两端接地。
1
C12
2 C2G VN
V1
R
利用复阻抗的概念我们不难得出：
jω[ C12 /( C12 + C2G )] VN = V1 jω + 1 / R( C12 + C2G )
这有什么规律吗？
1、当：
1 R << jω( C12 + C2 G )
这在大多数情况下，都是正确的。 此时：
VN = jωC12V 1 R
此时：
C12 VN = ( )V 1 C12 + C2 G
这种情况下： 接收器上噪声电压的大小取决于耦合电容和接 收器对地电容的分压比。 噪声电压与频率无关，并且比接收器输入电阻 较小时大得多。
3、噪声电压与频率的关系：
VN
VN = ( C 12 C 12 + C 2 G )V 1
噪声电压
1
C12
dt
如果闭合回路固定不变，而磁通密度随时间呈正弦变化：
VN = jωBAcos θ
感应噪声与被干扰回路面积的关系：
VN = jωBAcosθ
R1
面积A
φ 12 M 12 = I1
R2
磁通量
磁通量
VN = jω BAcos θ
VN = jω MI1
感性耦合的基本公式：
VN = jω BAcos θ
2、接收导线对地输入电阻有限大小：
1
C1S C12 C2S V1 C1G C2G R CSG VN V1 R CSG C2G VN V1 R
2
等效
1
C12 C 2S C1S
等效
2
1
C12
2
C2S
C2G
VN
当：R
<<
1 j ω [ C 12 + ( C 2 G + C 2 S )]
大多数情况下，都是正确的。此时：
.
M1 S
.
VS
VS = jωM1S I1
1、屏蔽层和内导线间的磁性耦合
Ф
电流流 入纸面
腔内没 有场
我们首先来看均匀轴向电流的管状导 体所产生的磁场，如果管内的孔与管的外 侧是同心的，那么管内空腔无磁场。 现在我们将一导线放在该管中，构成 同轴电缆，那么管状电流IS所产生的磁通 量Ф将都环绕在管状导体之外，所以屏蔽 层的电感为： Φ LS = IS 屏蔽层与内导线的互感为： Φ M= IS
0 -2 -4 -6 -8 -10 -12 0 5 10 20 40 60 80 100 D/d 120 D d
导线间距是导线 直径3倍时，耦合为 0dB； 当导线被分开距 离大于其直径40倍 时，就在也得不到 有效的衰减。
R呢？
2、接收器输入电阻很大时：
1 R >> jω( C12 + C2G )
2、屏蔽层感应到中心导体上的噪声电压
VN M LS RS
设屏蔽层上的电压为：VS，则屏蔽层上的电流 为： VS 1
VS
VN
噪声电压
. .
IS =
LS
(
jω + RS / LS
)
那么中心导线上的噪声电压为：
即：
VS
所以：
实际的
jωMVS 1 VN = ( )( RS / L S ) LS jω + LS = M jω VN = ( )VS jω +R S / LS
电场耦合
2、互感的计算
要想求出磁场耦合噪声电压的值，必须要已知源和接收电 路之间的互感。 我们需要首先确定载流导线的距离对磁通密度大小的影响。 根据毕奥-萨伐尔定律：无限长载流导线距离r处的磁通密度 μI 为：
B= 2πr
利用毕奥-萨伐尔定律，可以分别计算每一根载流导线耦合 到拾取环路的磁通量，然后叠加所有计算结果，获得总的耦 合磁通量来确定互感 。
本章的适用范围：
本章中，我们作如下假设： 1、电缆屏蔽层使用非磁性材料，在感兴趣的频率上其厚 度远小于集肤厚度； 2、接收器与源的耦合不是很紧密，不会影响负荷能力； 3、 接收电路的感应电流很小，不会使原来的场失真； 4、电缆的长度小于信号的波长；
为什么要定义这些呢？ 本章的适用范围：电缆信号间的低频感应耦合
jω +R S / LS
)
屏蔽层电缆中心导线的磁性耦合噪声为： RS / LS VN = jω M12 I 1 ( ) R S / LS jω + 如果噪声源的频率ω很小，那么括弧中的部分将为1。那么中心 导线上的噪声电压将与为屏蔽电缆相同；如果噪声源ω很大， VN可化简为： RS
VN = M12 I 1 (
LS
)
即：频率大于ω=RS/LS（屏蔽层截至频率）是，中心导线上的 噪声电压将不再增加，保持为某一数值不变。 实际中，为衡量屏蔽电缆噪声的抑制能力，将未屏蔽电缆的曲 线与屏蔽电缆曲线之差，称为电缆的屏蔽效能。
屏蔽电缆噪声与频率的关系及屏蔽效能
VN
非屏蔽电缆
VN = jωMI S
屏蔽效能
噪声电压
RS VN = M 12 I 1( ) LS
管状 导体
磁力 线
Ф
电流流 入纸面
中心 导线
管状 导体
因为所有磁通量都是由环绕中心导线的屏蔽层上的电流 产生的，磁通量Ф是相同的，所以屏蔽层与中心导线的互感 等于屏蔽层的自感。 M=LS
这是一个非常重要的结论，它表明：屏蔽层与中心导线 的互感等于屏蔽层的自感；根据互感的互易性，那么中心导 线与屏蔽层之间的互感也等于屏蔽层的自感。 这个结论只有在空腔内没有磁场的条件下才是正确的， 条件就是管为圆柱形，管壁的电流密度是均匀的，而和导体 在管中的位置没有关系。 有了这个结论，现在我们就可以计算因屏蔽层上的电流 IS而感应到中心导体上的噪声电压VN了。
VN = jωC12V 1 R
原来特性都一样啊
第二节 感性耦合
1、基础知识
当电流I流入一个闭合回路是，会产生磁通量Φ，它与电流 的大小成正比，比例常数是自感系数L: Φ=LI 当电流流入一个闭合回路，并在另一个回路中产生磁通量 是，回路1和回路2之间存在互感M12: φ 12 M 12 = I1
法拉第定律：磁通密度为B的磁场，在面积为A的闭合回路 中产生的感应电压为： d = VN ∫ BdA
2、 电场耦合噪声电流使在接收导线和地之间产生的。 磁场耦合与电场耦合的区分方法： 测量电缆一端阻抗上的噪声电压，同时减小电缆另一端的 阻抗，如测得的噪声电压减小了，是电场耦合；若测得的电 压增大了，则是磁场耦合。
为什么？
IN = jωC12V1
V V
ຫໍສະໝຸດ Baidu
VN = jωMI1
VN R1
R1
IN
R2
R2
磁场耦合
VN = jω M IS
0.98VS
5ω
3dB
ω = RS L
S
直流时，感应到中心导体的噪声电压为0，当 频率为转折频率的5倍时，中心导线上的噪声电 压等于屏蔽层上的电压。
lgω
转折频率为： ω = RS
LS
3、裸线与屏蔽导线间的磁性耦合
源导线 I1 V1 VS IS
MS2
中心导线2的磁性耦合噪声为：
例：计算 两个嵌套的共面环路之间的互感，假设环路的长边 远远大于其短边（短边耦合可以不计）。导线1、2上电流 为I1。 求：导线3、4构成的闭合回路上的感应电压为VN。 解：导线1中电流I1在导线3、4形 成的闭合回路上产生的磁通量 为：
2
1
3
4
φ12 =
I1
∫
b
a
由于回路结构对称，所以导线2也会 产生相同大小的磁通量，因此耦合 到导线3、4回路中的磁通量为：
第一节 容性耦合
两导线间的容性耦合：
1、2间耦合电容 1 2 1对地电容
导线
C12 VN C1G C2G R
V1
当我们把导线1 上的电压V1当 做噪声源，导 线2当做敏感电 路或接收器时， 任何直接连接 到源上的电容 都可以忽略， 电 路 可 等 效为：
2对地电容和电阻
两导线间的容性耦合等效电路
2
VN = jωC12V 1 R
V1
R
C2G VN
ω
噪声电压最大值：
频率
噪声电压总是小于或等于： VN = jωC12V 1 R
C12 VN = ( )V 1 C12 + C2 G
1 噪声电压转折频率：ω = R( C12 + C2 G )
屏蔽对容性耦合的影响
1、接收器输入电阻无穷大
1
C1S 2
1
噪声电压直接正比与：噪声源的频率、耦合电容、 噪声源电压以及接收电路对电阻 电场耦合可以看作是一个连接在接受电路与地之间 的电流源
1 2
I
R VN
jωC12V1
VN = jωC12V 1
R
减少噪声电压的方法：
一般噪声源的频率和电压都不能改变，所以我们只能通过 小耦合电容或接收电路的电阻来降低噪声电压。 耦合电容的减小可以采用合理放置导线的位置、屏蔽或增 加空间距离的方法实现。增加空间距离是常用的方法。 导线间距对电容性耦合的影响
屏蔽电缆
RS ω= LS
lgω
屏蔽电缆的磁耦合等效电路
M12
I1
.
MS2
VN
中心线
V1 R1
噪声源
实际中，我们可以将屏蔽层两端接地的屏蔽电缆等效为耦 合不是很紧密地变压器，那么我们可以看出，屏蔽层的作用就 像变压器中的一个用于短路中心导线上噪声电压的短路匝。
.
M1S
.
屏蔽层 IS
4、防磁性辐射的屏蔽
导线1耦合到屏蔽层的噪声为：
R1
1
屏蔽体
VN = V 2 - VC
VS = jωM 1SI1
导线1耦合到中心导线的噪声为：
S
中心线
V2 = jω M12 I1
屏蔽层耦合到中心导线的噪声为：
V2 VC
jω VC = ( )VS jω +R S / LS
由于屏蔽层和中心导线的空间位置相 同，所以：
2
M 1 S = M 12 VS = V 2 = jω M12 I 1 RS / LS 由此可得： VN = jω M 12 I 1 (
1
C1S C12 C2S VN V1
2 等效
1
C12 C 2S C1S CSG
2
等效
1
C12
2
V1
C1G
C2G
CSG
C2G
VN
V1
C2S
C2G
VN
我们不难计算出，导线2上的噪声电压为：VN =
C 12
C 12 + ( C 2 G + C 2 S )
V1
好像似曾相识哦？
屏蔽线的使用方法 （1）最大限度地减小中心导线延伸到屏蔽层之外的长度； （2）为屏蔽层提供一个良好的接地。当电缆长度不超过 1/20 波长时，单点接地；而对于长电缆，需要多点接地。
第二章 电缆布线
第一节 第二节 第三节 第四节 容性耦合 感性耦合 屏蔽对磁性耦合的影响 磁性耦合的实验数据
第五节
常用电缆
本章主要内容
•本章主要介绍：电缆与电缆的屏蔽。 内容包括：电缆与场以及电缆与电缆之间 的耦合机理。
由于电缆是系统中最长的部分，所以它类似一 个拾取和辐射噪声的高效天线。因此电缆布线在 电磁兼容设计过程中就变得十分重要。
C1S
2
等效
C1G V1 C2S CSG
C2S V1
Vs
CSG
VS
环绕导线2放置一个屏蔽层，屏蔽层拾取的噪声电压为： C1S VS = ( )V1 C1S + CSG 因为没有电流流过C2S，导线2拾取的噪声电压为：
VN = VS
如果屏蔽层是接地的，VS=0，则导线2上的噪声电压也相 应减小为0。 当然这是一种理想的状态。实际使用时，中导线通常都会 延伸到屏蔽成之外。由于中心导线的延伸，即使将屏蔽层接 地，也会有噪声耦合到导线2上。
R
VS = jωM 1SI1
R2 M12
I1
.
VN R
V1 R1
如果将屏蔽层的一端接地，情况也不会 发生改变。所以，在导线2周围放置非 磁性屏蔽层并将屏蔽层的一端接地 对导 线2上的磁感应电压没有任何影响。 但是，如果将屏蔽层的两端接地， 屏蔽层上的感应电压就会导致屏蔽层上 有电流流动。屏蔽层上的电流将在导线 2上产生另一个噪声电压。 因此：必须先确定屏蔽层与中心导线间 的耦合。
两个回路间的磁场耦合：
I1 R1 V1 R 1 2
VN = jω MI1
I1 R1 M
M
R1
V1
R1
减小感性耦合的方法： 为了减小噪声电压，B、A、cosθ都必须减小。 可以通过 电路的位置分开或采用绞合线的办法减小B。
.
.
VN R1
磁场耦合与电场耦合的区别：
1、 磁场耦合产生的噪声电压，是串联在接收到线之中的；
μI 1 μI 1 b dr = ln( ) 2 πr 2π a
VN
1 a
3
.
4
μ b φ = [ π ln( a )] I 1
b
μ b M= π ln( a )
VN = jω MI1
第三节 屏蔽对磁性耦合的影响
I1 1 M 12 M 1S
R1
V1
如果在导线2的周围放置一个未接地的 2 非磁性屏蔽层，由于屏蔽层对导线1和 导线2间介质的几何特征或磁特性没有 R1 影响，所以它对感应到导线2上的电压 也没影响。所以屏蔽层上拾取的电压只 决定于导线1中的电流。
为了防止辐射，我们可以对干扰源进行屏蔽。
自由空间中 载流导线
磁场 电场
导线 磁场
单点接地 屏蔽线
屏蔽层
两端接地 屏蔽线
屏蔽层
导线
导线
空间中存在 电场和磁场
电力线终止在屏蔽层 上，对磁场影响很小
屏蔽层上电流如果和中 心导线上电流大小相等 方向相反，屏蔽层外没 有场
两端接地电缆的防辐射屏蔽
为了防止电路进行磁场辐射，屏蔽层必须 进行两端接地。
1
C12
2 C2G VN
V1
R
利用复阻抗的概念我们不难得出：
jω[ C12 /( C12 + C2G )] VN = V1 jω + 1 / R( C12 + C2G )
这有什么规律吗？
1、当：
1 R << jω( C12 + C2 G )
这在大多数情况下，都是正确的。 此时：
VN = jωC12V 1 R
此时：
C12 VN = ( )V 1 C12 + C2 G
这种情况下： 接收器上噪声电压的大小取决于耦合电容和接 收器对地电容的分压比。 噪声电压与频率无关，并且比接收器输入电阻 较小时大得多。
3、噪声电压与频率的关系：
VN
VN = ( C 12 C 12 + C 2 G )V 1
噪声电压
1
C12
dt
如果闭合回路固定不变，而磁通密度随时间呈正弦变化：
VN = jωBAcos θ
感应噪声与被干扰回路面积的关系：
VN = jωBAcosθ
R1
面积A
φ 12 M 12 = I1
R2
磁通量
磁通量
VN = jω BAcos θ
VN = jω MI1
感性耦合的基本公式：
VN = jω BAcos θ
2、接收导线对地输入电阻有限大小：
1
C1S C12 C2S V1 C1G C2G R CSG VN V1 R CSG C2G VN V1 R
2
等效
1
C12 C 2S C1S
等效
2
1
C12
2
C2S
C2G
VN
当：R
<<
1 j ω [ C 12 + ( C 2 G + C 2 S )]
大多数情况下，都是正确的。此时：
.
M1 S
.
VS
VS = jωM1S I1
1、屏蔽层和内导线间的磁性耦合
Ф
电流流 入纸面
腔内没 有场
我们首先来看均匀轴向电流的管状导 体所产生的磁场，如果管内的孔与管的外 侧是同心的，那么管内空腔无磁场。 现在我们将一导线放在该管中，构成 同轴电缆，那么管状电流IS所产生的磁通 量Ф将都环绕在管状导体之外，所以屏蔽 层的电感为： Φ LS = IS 屏蔽层与内导线的互感为： Φ M= IS
0 -2 -4 -6 -8 -10 -12 0 5 10 20 40 60 80 100 D/d 120 D d
导线间距是导线 直径3倍时，耦合为 0dB； 当导线被分开距 离大于其直径40倍 时，就在也得不到 有效的衰减。
R呢？
2、接收器输入电阻很大时：
1 R >> jω( C12 + C2G )
2、屏蔽层感应到中心导体上的噪声电压
VN M LS RS
设屏蔽层上的电压为：VS，则屏蔽层上的电流 为： VS 1
VS
VN
噪声电压
. .
IS =
LS
(
jω + RS / LS
)
那么中心导线上的噪声电压为：
即：
VS
所以：
实际的
jωMVS 1 VN = ( )( RS / L S ) LS jω + LS = M jω VN = ( )VS jω +R S / LS
电场耦合
2、互感的计算
要想求出磁场耦合噪声电压的值，必须要已知源和接收电 路之间的互感。 我们需要首先确定载流导线的距离对磁通密度大小的影响。 根据毕奥-萨伐尔定律：无限长载流导线距离r处的磁通密度 μI 为：
B= 2πr
利用毕奥-萨伐尔定律，可以分别计算每一根载流导线耦合 到拾取环路的磁通量，然后叠加所有计算结果，获得总的耦 合磁通量来确定互感 。
本章的适用范围：
本章中，我们作如下假设： 1、电缆屏蔽层使用非磁性材料，在感兴趣的频率上其厚 度远小于集肤厚度； 2、接收器与源的耦合不是很紧密，不会影响负荷能力； 3、 接收电路的感应电流很小，不会使原来的场失真； 4、电缆的长度小于信号的波长；
为什么要定义这些呢？ 本章的适用范围：电缆信号间的低频感应耦合
jω +R S / LS
)
屏蔽层电缆中心导线的磁性耦合噪声为： RS / LS VN = jω M12 I 1 ( ) R S / LS jω + 如果噪声源的频率ω很小，那么括弧中的部分将为1。那么中心 导线上的噪声电压将与为屏蔽电缆相同；如果噪声源ω很大， VN可化简为： RS
VN = M12 I 1 (
LS
)
即：频率大于ω=RS/LS（屏蔽层截至频率）是，中心导线上的 噪声电压将不再增加，保持为某一数值不变。 实际中，为衡量屏蔽电缆噪声的抑制能力，将未屏蔽电缆的曲 线与屏蔽电缆曲线之差，称为电缆的屏蔽效能。
屏蔽电缆噪声与频率的关系及屏蔽效能
VN
非屏蔽电缆
VN = jωMI S
屏蔽效能
噪声电压
RS VN = M 12 I 1( ) LS
管状 导体
磁力 线
Ф
电流流 入纸面
中心 导线
管状 导体
因为所有磁通量都是由环绕中心导线的屏蔽层上的电流 产生的，磁通量Ф是相同的，所以屏蔽层与中心导线的互感 等于屏蔽层的自感。 M=LS
这是一个非常重要的结论，它表明：屏蔽层与中心导线 的互感等于屏蔽层的自感；根据互感的互易性，那么中心导 线与屏蔽层之间的互感也等于屏蔽层的自感。 这个结论只有在空腔内没有磁场的条件下才是正确的， 条件就是管为圆柱形，管壁的电流密度是均匀的，而和导体 在管中的位置没有关系。 有了这个结论，现在我们就可以计算因屏蔽层上的电流 IS而感应到中心导体上的噪声电压VN了。
VN = jωC12V 1 R
原来特性都一样啊
第二节 感性耦合
1、基础知识
当电流I流入一个闭合回路是，会产生磁通量Φ，它与电流 的大小成正比，比例常数是自感系数L: Φ=LI 当电流流入一个闭合回路，并在另一个回路中产生磁通量 是，回路1和回路2之间存在互感M12: φ 12 M 12 = I1
法拉第定律：磁通密度为B的磁场，在面积为A的闭合回路 中产生的感应电压为： d = VN ∫ BdA
2、 电场耦合噪声电流使在接收导线和地之间产生的。 磁场耦合与电场耦合的区分方法： 测量电缆一端阻抗上的噪声电压，同时减小电缆另一端的 阻抗，如测得的噪声电压减小了，是电场耦合；若测得的电 压增大了，则是磁场耦合。
为什么？
IN = jωC12V1
V V
ຫໍສະໝຸດ Baidu
VN = jωMI1
VN R1
R1
IN
R2
R2
磁场耦合
VN = jω M IS
0.98VS
5ω
3dB
ω = RS L
S
直流时，感应到中心导体的噪声电压为0，当 频率为转折频率的5倍时，中心导线上的噪声电 压等于屏蔽层上的电压。
lgω
转折频率为： ω = RS
LS
3、裸线与屏蔽导线间的磁性耦合
源导线 I1 V1 VS IS
MS2
中心导线2的磁性耦合噪声为：
例：计算 两个嵌套的共面环路之间的互感，假设环路的长边 远远大于其短边（短边耦合可以不计）。导线1、2上电流 为I1。 求：导线3、4构成的闭合回路上的感应电压为VN。 解：导线1中电流I1在导线3、4形 成的闭合回路上产生的磁通量 为：
2
1
3
4
φ12 =
I1
∫
b
a
由于回路结构对称，所以导线2也会 产生相同大小的磁通量，因此耦合 到导线3、4回路中的磁通量为：
第一节 容性耦合
两导线间的容性耦合：
1、2间耦合电容 1 2 1对地电容
导线
C12 VN C1G C2G R
V1
当我们把导线1 上的电压V1当 做噪声源，导 线2当做敏感电 路或接收器时， 任何直接连接 到源上的电容 都可以忽略， 电 路 可 等 效为：
2对地电容和电阻
两导线间的容性耦合等效电路
2
VN = jωC12V 1 R
V1
R
C2G VN
ω
噪声电压最大值：
频率
噪声电压总是小于或等于： VN = jωC12V 1 R
C12 VN = ( )V 1 C12 + C2 G
1 噪声电压转折频率：ω = R( C12 + C2 G )
屏蔽对容性耦合的影响
1、接收器输入电阻无穷大
1
C1S 2
1
噪声电压直接正比与：噪声源的频率、耦合电容、 噪声源电压以及接收电路对电阻 电场耦合可以看作是一个连接在接受电路与地之间 的电流源
1 2
I
R VN
jωC12V1
VN = jωC12V 1
R
减少噪声电压的方法：
一般噪声源的频率和电压都不能改变，所以我们只能通过 小耦合电容或接收电路的电阻来降低噪声电压。 耦合电容的减小可以采用合理放置导线的位置、屏蔽或增 加空间距离的方法实现。增加空间距离是常用的方法。 导线间距对电容性耦合的影响
屏蔽电缆
RS ω= LS
lgω
屏蔽电缆的磁耦合等效电路
M12
I1
.
MS2
VN
中心线
V1 R1
噪声源
实际中，我们可以将屏蔽层两端接地的屏蔽电缆等效为耦 合不是很紧密地变压器，那么我们可以看出，屏蔽层的作用就 像变压器中的一个用于短路中心导线上噪声电压的短路匝。
.
M1S
.
屏蔽层 IS
4、防磁性辐射的屏蔽
导线1耦合到屏蔽层的噪声为：
R1
1
屏蔽体
VN = V 2 - VC
VS = jωM 1SI1
导线1耦合到中心导线的噪声为：
S
中心线
V2 = jω M12 I1
屏蔽层耦合到中心导线的噪声为：
V2 VC
jω VC = ( )VS jω +R S / LS
由于屏蔽层和中心导线的空间位置相 同，所以：
2
M 1 S = M 12 VS = V 2 = jω M12 I 1 RS / LS 由此可得： VN = jω M 12 I 1 (
1
C1S C12 C2S VN V1
2 等效
1
C12 C 2S C1S CSG
2
等效
1
C12
2
V1
C1G
C2G
CSG
C2G
VN
V1
C2S
C2G
VN
我们不难计算出，导线2上的噪声电压为：VN =
C 12
C 12 + ( C 2 G + C 2 S )
V1
好像似曾相识哦？
屏蔽线的使用方法 （1）最大限度地减小中心导线延伸到屏蔽层之外的长度； （2）为屏蔽层提供一个良好的接地。当电缆长度不超过 1/20 波长时，单点接地；而对于长电缆，需要多点接地。
第二章 电缆布线
第一节 第二节 第三节 第四节 容性耦合 感性耦合 屏蔽对磁性耦合的影响 磁性耦合的实验数据
第五节
常用电缆
本章主要内容
•本章主要介绍：电缆与电缆的屏蔽。 内容包括：电缆与场以及电缆与电缆之间 的耦合机理。
由于电缆是系统中最长的部分，所以它类似一 个拾取和辐射噪声的高效天线。因此电缆布线在 电磁兼容设计过程中就变得十分重要。
C1S
2
等效
C1G V1 C2S CSG
C2S V1
Vs
CSG
VS
环绕导线2放置一个屏蔽层，屏蔽层拾取的噪声电压为： C1S VS = ( )V1 C1S + CSG 因为没有电流流过C2S，导线2拾取的噪声电压为：
VN = VS
如果屏蔽层是接地的，VS=0，则导线2上的噪声电压也相 应减小为0。 当然这是一种理想的状态。实际使用时，中导线通常都会 延伸到屏蔽成之外。由于中心导线的延伸，即使将屏蔽层接 地，也会有噪声耦合到导线2上。
R
VS = jωM 1SI1
R2 M12
I1
.
VN R
V1 R1
如果将屏蔽层的一端接地，情况也不会 发生改变。所以，在导线2周围放置非 磁性屏蔽层并将屏蔽层的一端接地 对导 线2上的磁感应电压没有任何影响。 但是，如果将屏蔽层的两端接地， 屏蔽层上的感应电压就会导致屏蔽层上 有电流流动。屏蔽层上的电流将在导线 2上产生另一个噪声电压。 因此：必须先确定屏蔽层与中心导线间 的耦合。
两个回路间的磁场耦合：
I1 R1 V1 R 1 2
VN = jω MI1
I1 R1 M
M
R1
V1
R1
减小感性耦合的方法： 为了减小噪声电压，B、A、cosθ都必须减小。 可以通过 电路的位置分开或采用绞合线的办法减小B。
.
.
VN R1
磁场耦合与电场耦合的区别：
1、 磁场耦合产生的噪声电压，是串联在接收到线之中的；