干扰的耦合方式
仪器仪表噪声形成干扰的三要素与耦合方式
仪器仪表噪声形成干扰的三要素与耦合方式作者：于彭波来源：《中国教育技术装备》2010年第06期摘要仪器仪表工作环境有很多噪声,这些噪声会产生干扰,干扰通过不同的耦合方式进入仪器仪表,使测量结果偏离真实值,或使工作失常,在使用仪器仪表时必须考虑耦合问题。
关键词干扰源;干扰;耦合中图分类号:TB535 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2010)06-0064-02Noise Interference in Formation of Three Elements and Coupling on Instrumentation//Yu PengboAbstract Instrumentation work environment tend to have a lot of noise, the noise will produce interference coupling of various disturbances enter through different instruments, so that measurement results deviate from the true values, or makes work disorders, when using the instrument must consider the coupling problem.Key words noise-source; disturbance; couplingAuthor’s address Weihai Vocational College, Weihai, Sha ndong, China 2642001 引言仪器仪表的工作环境有很多噪声,这些噪声会产生各种各样的干扰,影响仪器仪表正常工作和测量结果,要保证仪器仪表正常工作,就要弄懂噪声产生干扰的来源和耦合传输问题。
2 噪声形成干扰的三要素噪声形成干扰对仪器仪表正常工作造成影响的三要素是噪声源、对噪声敏感的仪器仪表易感电路和两者之间的耦合通道。
干扰的分类
干扰的分类
1干扰的分类
干扰的分类有好多种，通常可以根据噪声产生的缘由、传导方式、波形特性等等进行不同的分类。
按产生的缘由分：
可分为放电噪声音、高频振荡噪声、浪涌噪声。
按传导方式分：可分为共模噪声和串模噪声。
按波形分：可分为持续正弦波、脉冲电压、脉冲序列等等。
2 干扰的耦合方式
干扰源产生的干扰信号是通过肯定的耦合通道才对测控系统产生作用的。
因此，我有必要看看干扰源和被干扰对象之间的传递方式。
干扰的耦合方式，无非是通过导线、空间、公共线等等，细分下来，主要有以下几种：
（1）直接耦合：
这是最直接的方式，也是系统中存在最普遍的一种方式。
比如干扰信号通过电源线侵入系统。
对于这种形式，最有效的方法就是加入去耦电路。
从而很好的抑制。
（2）公共阻抗耦合：
这也是常见的耦合方式，这种形式经常发生在两个电路电流有共同通路的状况。
为了防止这种耦合，通常在电路设计上就要考虑。
使干扰源和被干扰对象间没有公共阻抗。
（3）电容耦合：
又称电场耦合或静电耦合。
是由于分布电容的存在而产生的耦合。
（4）电磁感应耦合：
又称磁场耦合。
是由于分布电磁感应而产生的耦合。
（5）漏电耦合：
这种耦合是纯电阻性的，在绝缘不好时就会发生。
仪器仪表噪声形成干扰的三要素与耦合方式
个 阻抗 ，当一个 电路 中有 电流流过 时 ，在另 一个 电路上 产 １ ）电源 内阻共阻抗 耦合。 用一个 电源对几个电子线 路或传
生干扰 电压 。共阻抗 耦合有 ３ 。 种
感 器供 电时， 电位 电路或 大电流 的输 出电流流 经 电源 ， 高 由于 电源 内阻的存在 ， 电源 内阻 上的压 降就转换成干扰 源。 在
６ ４
于波 仪 仪 噪形 干 的要 与合 式 彭 ：器 表 声 成扰 三 素耦 方
■ 技术在线
仪器仪表噪声形成 干扰 的三要素 与耦合方式
威海职业学院
摘
于彭波 山东威海
２ ４ ０ ６２０
要 仪器仪 表工作 环境有 很多 噪声 ，这些 噪声会产 生干扰 ，干扰 通过 不 同的耦合 方式进 入仪器 仪表 ，使测 量结
各样 的干扰 ，影 响仪器仪表 正 常工作和 测量 结果 ，要保 证仪 器仪表 正常工 作 ，就 要弄懂 噪声 产生 干扰 的来 源 和耦合 传输
问题 。
２噪声形成干扰的三要素
噪 声形成 干扰对 仪器仪 表正 常工作 造成 影响 的三要素 是 噪声源 、对 噪声 敏感 的仪器 仪表 易感 电路和两 者之 间的耦 合
Ａｂ ｔｒ ｏ Ｉ ｔ ｕ ｎｔ ｉ ｗ ｋ ｎｖ ｒ ｎ ｎｔ ｓ ａ ｔ ｎｓ ｒ ｍｅ ａｔ Ｏｎ ｏｒ ｅ ｉ ｏ ｍｅ ｔｅ ｄ ｏ ａｖ ａ ｌ ｔ ｏ ｎ ｓ ， ｔ ｎｏ ｓ ｗｉ １ ｐ ｏｄ ｃ ｎ ｔ ｈ ｅ ｏ ｆ ｏｉ ｅ ｈｅ ｉｅ １ ｒ ｕ ｅ ｉ ｅ ｅｒ ｎｃｅ ｃ ｐｌ ｎｇ ｏｆ ｖ ｎｔ ｒｆ ｅ ｏｕ ｉ ａｒｉ ＵＳ ｄｉ ｔｕ ｂａ ｅｓ ｅ Ｏ ｒ ｎｃ ｎｔｅ ｔ ｏｕ ｄｉ ｅ ｎｔ ｉ ｓｔ ｕｍ ｔＳ ＳＯ ｔ ｓ ｒ ｈｒ ｇｈ ｆｆ ｒｅ ｎ ｒ ｅｎ ， ｈａｔ ｍｅ ｕ ｍｅ ｒｅ １ｔ ｄｅ ａｔ ｆｒ ｍ ｔ ｔ ｅ ｖ ｕｅ ， ｏｒ ａｓ ｒｅ ｎｔ ｓｕ Ｓ ｖｉ ｅ ｏ ｈｅ ｒｕ ａｌ ｓ ｍａ ｋｅＳ ｗｏ ｄｉ ｏｒｄ ｒｓ， ｗｈ ＵＳ ｎｇ ｔｈ ｒｋ ｓ ｅ ｅｎ ｉ ｅ ｉ ｔ ｕ ｎ ｍ ｔ ｏ ｉ ｅ ｔ ｅ ｃｏ ｐｌ ｎｇ ｒ ｌ ｍ． ｎｓ ｒ ｍｅ ｔ ｕｓ ｃ ｎｓ ｄ ｒ ｈ ｕ ｉ ｐ ｏｂ ｅ Ｋ ｙ ｗｏｒ ｎ ｓ — ｏ ｒｃ ｅ ｄｓ ｏｉ ｅ ｓ ｕ ｅ： ｄｉ ｔ ｒ ｎ ｅ： ｃ ｕ ｉ ｇ ｓ ｕ ｂａ ｃ ｏ ｐ１ ｎ
噪声的耦合方式
r2
5.2.4 漏电耦合
(1)检测较高的直流电压时，被测电压通过 绝缘电阻向检测器输入电路漏电： (2)在检测系统附近有较高的直流电源，电 压源通过绝缘电阻向检测系统输入电路漏电。
5.2.5 辐射电磁场耦合
大功率的高频电气设备、广播、 电视、通讯发射台等，不断地向外 发射电磁波。检测系统若置于这种 辐射场中，就会感应到与辐射电磁 场成正比的感应电势，这种感应电 势进入电路就形成干扰。
5.2.3 共阻抗耦合
共阻耦合是由于几个电路之间有公共 阻抗，当一个电路中有电流流过时， 在公共阻抗上产生一个压降UN，这一 压降UN对其它与公共阻抗相连的电路 形成干扰。这种干扰耦合形式主要产 生在下述几种情况：(1)电源内阻抗的 共阻抗耦合; (2)公共地线的耦合。
电源内阻抗的共阻抗耦合
公共地线的耦合 电容性耦合又称静电耦合，它是由于两 个电路之间存在寄生电容，使得一个电路的 电荷变化影响到另一个电路。
5.2.2 互感耦合
互感耦合又称电磁耦合，它是由于两个 电路之间存在互感，使得一个电路的电流变 化时，通过磁路影响到另一个电路。 图中: IN为干扰电流 M为两电间的互感， IN造成的干扰电压UM 为
开关电源干扰耦合的两种方式
开关电源干扰耦合的两种方式开关电源干扰耦合有两种方式：传导耦合方式，辐射耦合方式。
传导耦合是骚扰源与敏感设备之间的主要耦合途径之一。
传导耦合必须在
骚扰源与敏感设备之间存在有完整的电路连接，电磁骚扰沿着这一连接电路从
骚扰源传输电磁骚扰至敏感设备，产生电磁干扰。
按其耦合方式可分为电路性
耦合、电容性耦合和电感性耦合。
在开关电源中，这3种耦合方式同时存在，
互相联系。
1. 电路性耦合
电路性耦合是最常见、最简单的传导耦合方式。
其又有以下几种：
1)直接传导耦合导线经过存在骚扰的环境时，即拾取骚扰能量并沿导线传
导至电路而造成对电路的干扰。
2)共阻抗耦合由于两个以上电路有公共阻抗，当两个电路的电流流经一个
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，这就是共阻抗耦合。
形成共阻抗耦合骚扰的有电源输出阻抗、接地线的公共阻抗等。
2. 电容性耦合
电容性耦合也称为电耦合，由于两个电路之生的尖峰电压是一种有较大幅
度的窄脉冲，其频间存在寄生电容，使一个电路的电荷通过寄生电容影响到另
一条支路。
3. 电感性耦合
电感性耦合也称为磁耦合，两个电路之间存在互感时，当干扰源是以电源
形式出现时，此电流所产生的磁场通过互感耦合对邻近信号形成干扰。
传导耦合和辐射耦合
传导耦合和辐射耦合是电磁干扰的两种主要传播途径。
传导耦合，顾名思义，就是利用导电介质，将一个网络中的信号耦合到另一个网络中去。
这意味着干扰信号沿着这个连接电路传递到敏感器，从而发生干扰现象。
而辐射耦合则是通过空间，以电磁波的形式把信号从干扰源传输到另一个网络中。
这种耦合是通过介质以电磁波的形式传播，干扰能量按照电磁场的规律向周围空间发射。
在实际工程应用中，两个设备之间发生干扰通常包含着许多种途径的耦合。
正因为多种途径的耦合同时存在，反复交叉耦合，共同产生干扰，才使电磁干扰变得难以控制。
【EMC系列课程】01-电磁兼容三要素及耦合途径
2. 电磁干扰源及其特征
Q：干扰源为何会产生电磁干扰？
电
磁
电磁 场
安培：电
法拉第：磁
麦克斯韦：电磁场
变化的电压电流产生交变的磁场，可以产生EMI问题； 交变的电磁场，又容易在闭合回路由于磁通量的变化，产生感应电压与电流，又带来EMS抗扰度问题；
电磁干扰举例1：
从场的角度进行分析，假如回路1变化的电流I，产生一个变化的电磁场，它会对外辐射，产生辐射干扰，如果这个变化的 电磁场，又恰好穿过了回路1周边的其他闭合回路，那么，根据法拉第电磁感应定律：变化的磁场穿过回路2，在回路2产 生感应电动势，则回路1就对回路2产生了干扰。
如果，电路1的电压是不变的，那么，电容隔直，也起不到耦合的作用，此时，也不存在电路1对电路2的电磁干扰。（注： 此时虽然不存在电磁干扰，但若电路1电压很高，则有可能会产生电场的干扰影响）；
二、电磁干扰耦合途径
1. 耦合途径分类
总结： ① 电磁干扰耦合途径，分为两类：传导耦合、辐射耦合。从上图可以看出，任何产品，任何干扰，耦合途径都
电磁干扰举例2：
从电路的角度分析，比如上面的图，电路1和电路2，两个电路之间有分布电容，在这里，我们假设电路1是强干扰的电路， 电路2是敏感的电路，电路1在工作的时候，它的导线上面会有一个电压，这个电压如果是交变的，那么，根据电容隔直 通交的特性，电路1的干扰就会通过分布电容，传递到电路2上，那么，电路1就对电路2产生了干扰；
电磁兼容（ EMC--Electro Magnetic Compatibility）是一门新兴的综合性学科，主要研究电磁干扰和抗干扰 的问题。其定义为“设备和系统在其电磁环境中能正常工作且不对环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的 能力”。
电磁兼容第3章-干扰耦合机理
当 R
1
时, (3-11)式可简化为:
j(C12 C2G C2S )
U N jRC12U1
(3-12)
(3-12)式和(3-4)式的形式完全一样, 但是由于导体2此时被
屏蔽体屏蔽, C12的值取决于导体2延伸到屏蔽体外的那一 部分的长度, 因此C12大大减小, 从而降低了UN。
第3章 干扰耦合机理
RG2 RL2 RG2 RL2
,
XC
1
jC
U2=jωCR2U1
(3-2)
第3章 干扰耦合机理
U2=jωCR2U1
(3-2)
从 (3-2) 式可以看出, 电容性耦合引起的感应电压
正比于骚扰源的工作频率ω、 敏感电路对地的电阻
R2(一般情况下为阻抗)、 分布电容C、 骚扰源电压U1。 电容性耦合主要在射频频率形成骚扰, 频率越高, 电容
下面我们继续分析另一个电容性耦合模型。 该模 型是在前一模型的基础上除了考虑两导线(两电路)间 的耦合电容外, 还考虑每一电路的导线与地之间所存 在的电容。 地面上两导体之间电容性耦合的简单表示 如图3-2所示。
第3章 干扰耦合机理
骚扰源电压
图 3-2 地面上两导线间电容性耦合模型
原RL1与U1并联，省掉之；原RG2//RL2这里用R代之
双绞线
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。
第3章 干扰耦合机理
欲减少B值, 可利用加大电路间的距离或将导线绞绕, 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。
电磁干扰源及耦合途径
导线传导的电压电流
EUT
电磁干扰
干扰产生及抑制
1、产生电磁干扰
干扰源 耦合途径 敏感设备
S ( t , f , r ,θ ) C( t , f , r ,θ ) ≥ R( t , f , r ,θ )
2、抑制干扰
S ( t , f , r ,θ ) C( t , f , r ,θ ) ≤ R( t , f , r ,θ )
电磁干扰及耦合途径
电磁干扰现象
数字脉冲电路
电 子 设 备
220AC
开关电源
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
干扰源
耦合途径
空间辐射的电磁波
敏感设备
EUT
kf ( B ) Sμ = Nμ
频带宽度 热噪声电压
数字电路敏感度
B Sd = N dl
频带宽度 最小触发电平
分贝(dB) 的概念
分贝的定义：分贝数 ＝ 10lgP2 P1
P1、P2 是两个功率数值，对于电流或电压，定义如下： V2 电压增益的分贝数 ＝ 20lg V1 电流增益的分贝数 ＝ 20lg I2 I1
IC
IC
R2L
IL
静电耦合
A Rm ～ V1 ZL
B
VN
ZL VN = V1 Rm + Z L
电阻性耦合
Z1
Z2
V1
I1
Z3
I1
V2
公共地线阻抗耦合
电路1
电路2 骚扰电流
ZL
地电流1 公共地阻抗
第5课抗干扰技术之干扰耦合与接地
现 场 电 磁 干 扰
脉冲型干扰 宽带干扰） （宽带干扰）
随机性 脉冲干扰
白噪 宽带干扰） （宽带干扰）
设备热噪声 地网中的噪声 设备动力电源线、 设备动力电源线、继电保护线路以及 各种信号线路耦合进入的随机噪声 电力现场电磁干扰分类表
主要 瞬态干扰源 1）开关动作 ） 当开关动作时回路电流迅速变化， 非常大， 当开关动作时回路电流迅速变化，di/dt非常大， 非常大 在带有电感线圈的开关设备中会产生幅值很高的电压脉 如电焊机、电动机启动过程和高压开关动作等。 冲。如电焊机、电动机启动过程和高压开关动作等。频 率范围0.15~150MHz，通常由电源线传播。 率范围 ，通常由电源线传播。 2）整流装置 ） 与开关过程类似，整流过程将产生瞬态短路电流， 与开关过程类似，整流过程将产生瞬态短路电流， 干扰频率范围较宽。 干扰频率范围较宽。
3）点火装置 ） 机动车辆都装有火花点火装置,放电电流峰值约 机动车辆都装有火花点火装置 放电电流峰值约 200A，放电时间通常在µs内，峰值电压高达 ， 内 峰值电压高达10kV。所产 。 生的干扰前沿极陡， 生的干扰前沿极陡，在10~100MHZ范围内是最强的瞬态 范围内是最强的瞬态 干扰源之一。 干扰源之一。 4）高压输电线 ） 主要为电晕放电，主要为随机干扰， 主要为电晕放电，主要为随机干扰，频谱在兆 赫兹以下。 赫兹以下。 5）照明装置 ） 荧光灯或弧光灯是基于放电原理发光的， 荧光灯或弧光灯是基于放电原理发光的，其工作 时阳极和阴极之间会产生高频振荡， 时阳极和阴极之间会产生高频振荡，频率一般在几千 赫兹左右。 赫兹左右。
分谐波
谐波
音频与射频 间的干扰
辐射干扰
连续的周期型干 窄带干扰） 扰（窄带干扰）
信号耦合方式
信号耦合方式信号耦合是指两个或多个信号在传输过程中相互影响或相互干扰的现象。
在电子、通信、自动控制等领域中，信号耦合是一个重要的问题，因为它会导致信号失真、误差增加、系统性能下降等不良影响。
本文将从不同层面介绍信号耦合的类型、原因、影响以及常见的解决方法。
一、信号耦合的类型常见的信号耦合方式包括电磁耦合、电容耦合、电感耦合、电阻耦合等。
其中，电磁耦合是指两个或多个信号在电磁场的作用下相互影响，常见于电磁干扰较严重的环境中；电容耦合是指两个或多个信号通过电容器相互传导导致的相互影响，常见于电路布线不合理或电源干扰较大的情况下；电感耦合是指两个或多个信号通过电感器相互感应导致的相互影响，常见于高频信号传输或电感元件布局不合理的情况下；电阻耦合是指两个或多个信号通过电阻相互串扰导致的相互影响，常见于电路接地不良或电阻元件失效的情况下。
二、信号耦合的原因信号耦合的原因主要包括电路布局不合理、元件参数不匹配、信号频率过高、电源质量不稳定等。
电路布局不合理会导致信号在传输过程中相互交叉干扰，增加信号耦合的可能性；元件参数不匹配会导致信号在传输过程中发生失真，进而引起信号耦合；信号频率过高会增加信号在传输过程中的互感耦合和电容耦合效应；电源质量不稳定会导致信号在传输过程中出现干扰和噪声。
三、信号耦合的影响信号耦合会导致信号失真、误差增加、系统性能下降等不良影响。
信号失真会使信号波形变形，影响信号的准确性和可靠性；误差增加会使系统输出的数据与输入的数据存在较大差异，降低系统的测量和控制精度；系统性能下降会使系统的工作效率降低，甚至无法正常工作。
四、常见的解决方法针对不同类型的信号耦合，可以采取不同的解决方法。
对于电磁耦合，可以采取屏蔽、隔离、滤波等措施来减少电磁干扰；对于电容耦合，可以通过合理布线、增加衰减电阻等方式来减少电容耦合效应；对于电感耦合，可以通过增加屏蔽罩、调整元件位置等方式来减少电感耦合效应；对于电阻耦合，可以通过提高接地质量、更换合适的电阻元件等方式来减少电阻耦合效应。
传导干扰耦合方式
传导干扰耦合方式传导干扰耦合方式是指在电路中信号传输过程中，由于信号的电磁波会在电路中形成电磁场，从而导致信号被干扰的现象。
这种干扰方式在电路中普遍存在，而且会对电路的正常工作造成不良影响。
在本文中，我们将详细探讨传导干扰耦合方式的种类、产生原因以及预防措施等方面的内容。
一、传导干扰耦合方式的种类传导干扰耦合方式主要有两种：共模干扰和差模干扰。
1. 共模干扰共模干扰是指两个或多个信号在电路中共同传输时，由于它们具有相同的电磁场特性，从而导致它们之间相互干扰的现象。
共模干扰主要产生于多层印刷电路板、信号线束和电源线等电路中。
2. 差模干扰差模干扰是指两个或多个信号在电路中分别传输时，由于它们的电磁场特性不同，从而导致它们之间相互干扰的现象。
差模干扰主要产生于单层印刷电路板和信号线等电路中。
传导干扰耦合方式产生的原因主要有以下几点：1. 信号线路的设计不合理如果信号线路的长度过长、宽度过窄或者走位方式不合理，就会导致电磁波在传输过程中产生干扰。
2. 电源线路的设计不合理电源线路与地线之间存在电容耦合，如果电源线路的设计不合理，就会导致电磁波在传输过程中产生干扰。
3. 线束的设计不合理线束中各个信号线之间存在电容和电感的耦合，如果线束的设计不合理，就会导致电磁波在传输过程中产生干扰。
三、传导干扰耦合方式的预防措施为了避免传导干扰耦合方式对电路的干扰，我们可以采取以下几种预防措施：1. 信号线路的设计应合理信号线路的长度应尽量短，宽度应适当增加，走位方式应合理，以减少电磁波在传输过程中的干扰。
2. 电源线路的设计应合理电源线路的设计应符合电磁兼容性标准，应适当增加电源线路的宽度和厚度，以减少电磁波在传输过程中的干扰。
3. 线束的设计应合理线束中各个信号线之间应适当隔离，且线束的形状应合理，以减少电磁波在传输过程中的干扰。
4. 选择合适的滤波器通过选择合适的滤波器，可以滤除一定频率范围内的干扰信号，以减少传导干扰的影响。
电磁干扰的种类
电磁干扰的种类
按干扰的耦合模式分类，电磁干扰分为以下五种类型。
1.静电干扰
2.磁场耦合干扰磁场耦合干扰是指大电流四周磁场对机电一体化设备回路耦合形成的干扰。
3.漏电耦合干扰漏电耦合干扰是因绝缘电阻降低而由漏电流引起的干扰，多发生于工作条件比较恶劣的环境或器件性能退化、器件本身老化的状况下。
4.共阻抗干扰共阻抗干扰是指电路各部分公共导线阻抗、地阻抗和电源内阻压降相互耦合形成的干扰,这是机电一体化系统普遍存在的一种干扰。
如图所示的串联接地方式，由于接地电阻的存在，三个电路的接地电位明显不同。
5.电磁辐射干扰由各种大功率高频、中频发生装置,各种电火花以及电台、电视台等产生的高频电磁波向四周空间辐射，形成电磁辐射干扰。
雷电和宇宙空间也会有电磁波干扰信号。
图接地共阻抗干扰
1。
干扰抑制技术
R1
R2
R3
多点接地系统中各个电路或元件的地线以最 短的距离就近连到地线汇流排上，不适合用于低 频大功率系统，否则存在公共地线耦合干扰。
状态
+
输入 信号 输入 放大器 _ V V+ ˉ
数字 输出 模拟输入 A/D转换器 V+ V VCC 模拟地 数字地
输出 保持 电容
模拟输出 采样/保持放大 数字地 V+ V
B 解调器
U s2 A/D 计算机
模拟地 图 8-10 变压器隔离
数字地
为了衡量一个输入电路抑制共模干扰的 能力，常用共模抑制比CMRR（Common Mode Rejection Rate）来表示：
U cm CMRR 20 lg (dB) Un
•
U cm 是共模干扰电压， U n是由U cm 转化 式中 成的串模干扰电压。CMRR越大，表明抗共 模干扰能力越强。
VCC Us 传 感 器 放大器 双绞线 A/D 计算机
模拟地 （a） 在传感器与A/D转换器之间
数字地
VCC 双绞线 计算机 D/A 放大器 执 行 器 RL
数字地 （b） 在D/A转换器与执行器之间 图8-12
模拟地
光耦隔离器的模拟信号隔离
4、滤波技术
C2 R 1 R2 C1 C2 屏蔽层 (a) 无源阻容滤波器 图 8-8 滤波电路 (b) 有源滤波器 计控 系统 R1 R2
+5V
D0 D0 D1 D2 A/D D3 转换器 D4 D5 D6 D7 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
CPU
(a)在A/D转换器与CPU之间
+5V
+5V
D0 CPU D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D1 D/A D2 D3 转换器 D4 D5 D6 D7
电磁干扰耦合-1路性
在给定的工作频率内，如果 干扰电流或干扰电压足够大， 以至超过了干扰对象的敏感
U S12
Z12 I S
Z 11 Z11 Z12
门限区，则将出现干扰效应， 产生不良后果。
如果Z3+Z4=0，则形成了 如下图所示的特殊情况， U 01 这种情况用得很多，当多 个电流回路共用一根导线 便会出现这种情况，例如 公共电源耦合电路或公共 接地电阻抗耦合电路
8
路性干性的物理模型
电路性干扰的产生至少存在两个相互耦合的电流回路，其
电流全部或部分地在公共阻抗中流过。
Z 11
在每个回路中流过的电流是该回路本身的
U 01
I1
电流与另一相耦合的电路在其中产生的电 流的总和。
Z 12
设U01为信号源，U02 为干扰源
Z3
Icm Z4
当U02=0时，U01产生的有效电流I1为
频谱
窄带干扰：带宽只有几十Hz到几十兆Hz，例如调幅、调频、移相键 控(PSK)或单边带发射机(SSB)；某些多路复用的模拟或数字系统； 通信发射机的谐波输出；基本电源（50HZ及400HZ）输出及其谐波； 本地振荡器；无线电测高仪等 宽带干扰 :频谱分布几十到几百兆赫Hz甚至更宽的范围内，通常由上 升沿陡峭的窄脉冲形成
常出现在下列情况：外壳导体，特别是参考电位点与参考导体；供电线路 （进线和回线） ；接地体（保护导体）
12
共模干扰与异模干扰 1
异模干扰
异模干扰Ud出现在电流回路的进和回线之间，即出现在波电路的入
口端，干扰是与信号源电流在同一线路上引入的。比如在一个未接 地的电路里，对称的电路中将有对称的异模干扰电压出现，而在非 对称的回路中则有非对称异模干扰电压
1
噪声的耦合方式
5.2.3 共阻抗耦合
共阻耦合是由于几个电路之间有公共 阻抗，当一个电路中有电流流过时， 在公共阻抗上产生一个压降UN，这一 压降UN对其它与公共阻抗相连的电路 形成干扰。这种干扰耦合形式主要产 生在下述几种情况：(1)电源内阻抗的 共阻抗耦合; (2)公共地线的耦合。
电源内阻抗的共阻抗耦合
公共地线的耦合
5.2 噪声的耦合方式
5.2.1 电容性耦合 电容性耦合又称静电耦合，它是由于两
个电路之间存在寄生电容，使得一个电路的 电荷变化影响到另一个电路。
5.2.2 互感耦合
互感耦合又称电磁耦合，它是由于两个 电路之间存在互感，使得一个电路的电流变 化时，通过磁路影响到另一个电路。
图中: IN为干扰电流 M为两电间的互感， IN造成的干扰电压UM 为
电路1
i1
r1
电路2
i2
r2
电路3
i3
r3
5.2.4 漏电耦合
(1)检测较高的直流电压时，被测电压通过 绝缘电阻向检测器输入电路漏电：
(2)在检测系统附近有较高的直流电源，电 压源通过绝缘电阻向检测系统输入电路漏电。
5.2.5 辐射电磁场耦合
大功率的高频电气设备、广播、 电视、通讯发射台等，不断地向外 发射电磁波。检测系统若置于这种 辐射场中，就会感应到与辐射电磁 场成正比的感应电势，这种感应电 势进入电路就形成干扰。
干扰分类及三种屏蔽
按照传播途径将干扰分为两大类：传导干扰是通过导线，阻容，变压器等传播干扰，即“路”的干扰；另一种是辐射干扰，通过空间进行传播，即“场”的干扰。
细分又可分为以下五类：
传导干扰：干扰进入设备的途径是电气连线，是在一般电气系统最为普遍的干扰形式。
磁场耦合干扰：系统间通过磁场传递的干扰，就是电感耦合干扰。
其特点为：
1.通过磁场传播，与系统间的互感有关。
2.干扰磁场主要由干扰电流产生，与电流大小有关。
3.与干扰电流的频率有关。
电场耦合干扰：系统间通过电场耦合的干扰，因此也称为“电场耦合干扰”。
其特点为：
1.通过电场传播，与系统间分布电容有关。
2.干扰电场主要由干扰电压产生，与电压大小有关。
3.与干扰电压的频率有关。
4.与系统的对地阻抗有关。
磁场屏蔽：磁场屏蔽主要是依赖高导磁材料所具有的低磁阻，对磁通起着分路的作用，使得屏蔽体内部的磁场大大减弱。
电场屏蔽：利用处于零电位的金属体，对电场进行“阻隔”屏蔽。
为了保证屏蔽体的零电位，对付高频的电场耦合干扰，必须提高屏蔽体的导电性和完整性。
电磁场屏蔽：利用金属材料，对电磁波进行屏蔽，是依靠金属材料对电磁波的反射和吸收实现的。
B电磁干扰源及耦合途径
功率
dBV, dBμV
dBA, dBμA
dBμV/m
dBμA/m
dBW, dBmW
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，
≈ 10pF
C2G
=
2 πε 0l
ln(2h r )
≈
20pF
ω = 2πf = 2π ×107
XC
=
1
ω (C12 + C2G )
=
1 2 π × 107 (10 + 20) × 10 −12
≈
1 ×104 Ω 6π
(1) R = 50 << X C ⇒ U N = jω C12 RU 1 ≈ j0.314mV
30kHz以下
载频干扰
300kHz以下
射频、视频干扰
300MHz以下
微波干扰
300MHz以上
9、按实施干扰主观意向分
有意干扰
无意干扰
电磁骚扰性质
频谱宽度 幅度或电平 波形 出现率 极化特性
谐波幅度 t d
（电压或电流） r
A
T
-20dB/dec
幅度
分辨带宽
扫描速率 （时间）
频率范围
平行线
πε
ln(2D / d ) μ 2D π ln d
πσ
ln(2D / d )
2Rs
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干扰的耦合方式
干扰源产生的干扰信号是通过一定的耦合通道对电控系统发生电磁干扰作用的。
干扰的耦合方式无非是通过导线、空间、公共线等作用在电控系统上。
分析下来主要有以下几种。
直接耦合：这是干扰侵入最直接的方式，也是系统中存在最普遍的一种方式。
如干扰信号通过导线直接侵入系统而造成对系统的干扰。
对这种耦合方式，可采用滤波去耦的方法有效地抑制电磁干扰信号的传入。
公共阻抗耦合：这也是常见的一种耦合方式。
常发生在两个电路的电流有共同通路的情况。
公共阻抗耦合有公共地和电源阻抗两种。
防止这种耦合应使耦合阻抗趋近于零、使干扰源和被干扰对象间没有公共阻抗。
电容耦合：又称电场耦合或静电耦合，是由于分布电容的存在而产生的一种耦合方式。
电磁感应耦合：又称磁场耦合。
是由于内部或外部空间电磁场感应的一种耦合方式，防止这种耦合的常用方法是对容易受干扰的器件或电路加以屏蔽。
辐射耦合：电磁场的辐射也会造成干扰耦合，是一种无规则的干扰。
这种干扰很容易通过电源线
传到系统中去。
另当信号传输线较长时，它们能辐射干扰波和接收干扰波，称为大线效应。
漏电耦合：所谓漏电耦合就是电阻性耦合。
这种干扰常在绝缘降低时发生。