传导性电磁干扰噪声的诊断与抑制方法
电磁干扰(EMI)问题诊断整改及10步骤
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前言电磁干扰的观念与防制﹐在国内已逐渐受到重视。
虽然目前国内并无严格管制电子产品的电磁干扰(EMI)﹐但由于欧美各国多已实施电磁干扰的要求﹐加上数字产品的普遍使用﹐对电磁干扰的要求已是刻不容缓的事情。
笔者由于啊作的关系﹐经常遇到许多产品已完成成品设计﹐因无法通过EMI测试﹐而使设计工程师花费许多时间和精力投入EMI的修改﹐由于属于事后的补救﹐往往投入许多时间与金钱﹐甚而影响了产品上市的时机2.正确的诊断要解决产品上的EMI问题﹐若能在产品设计之初便加以考虑﹐则可以节省事后再投入许多时间与金钱。
由于目前EMI Design-in的观念并不是十分普遍﹐而且由于事先的规划并不能保证其成品可以完全符合电磁干扰的测试在﹐所以如何正确的诊断EMI问题﹐对于设计工程师及EMI工程师是非常重要的。
事实上﹐我们如果把EMI当做一种疾病﹐当然平时的预防保养是很重要的﹐而一旦有疾病则正确的诊断﹐才能得到快速的痊愈﹐没有正确的诊断﹐找不到病症的源头﹐往往事倍功半而拖延费时。
故在EMI的问题上﹐常常看到一个EMI有问题的产品﹐由于未能找到造成EMI问题的关键﹐花了许多时间﹐下了许多对策﹐却始终无法解决﹐其中亦不乏专业的EMI工程师。
以往谈到EMI往往强调对策方法﹐甚而视许多对策秘决或绝招﹐然而没有正确的诊断﹐而在产品上加了一大堆EMI抑制组件﹐其结果往往只会使EMI情况更糟。
笔者起初接触产品EMI对策修改时﹐会听到资深EMI工程师说把所有EMI对策拿掉﹐就可以通过测试。
初听以为是句玩笑话﹐如今回想这是很宝贵的经验谈。
而后亦听到许多EMI 工程师谈到类似的经验。
本文中将举出实际的例子﹐让读者更加了解EMI的对策观念。
一般提到如何解决EMI问题﹐大多说是case by case,当然从对策上而言﹐每一个产品的特性及电路板布线(layout)情况不同﹐故无法用几套方法而解决所有EMI的问题﹐但是长久以来﹐我们一直想要把处理EMI问题并做适当的对策﹐另外也提供专业的EMI工程师一种参考方法。
电磁兼容之传导干扰
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第二章 传导干扰
六、抑制传导干扰的有效方法
1、传导干扰源的处理
(1)如果传导干扰源是产生强电磁场元件,如线圈、变压器等,在布置时应 远离接收器加以屏蔽。 (2)如果传导干扰源是频率相同的电路,如接收机的高频放大、输入及振 荡电路,它们之间的交链容易引起自激振荡,因此布置应相隔远些。
(3)移去对系统工作无用的、有潜在的干扰设备的电源。
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第二章 传导干扰
三、传导电磁干扰传输通道
2、电阻耦合
如右图所示,设i1为电磁干扰源,Z为电磁干扰源 和接收器之间的电阻耦合通道。Zi为接收器输入阻 抗。V2是干扰源在耦合阻抗Z上的电压降,这个电 压降在接收器中产生干扰电压。显然,公共阻抗Z 成了接收器中输入阻抗的一部分。
V2 Zi1
Zi
i1 Z
电源接线端上会产生传导干扰电压。
换向器(整流器)
电流的突然改变。
荧光灯 气体放电灯
数字设备(数据处理机、计算机、数 字式仪表等)
电击穿瞬间会产生射频噪声。
因为这些设备中有:电动机、整流器、 继电器、啮合电磁铁、步进开关、荧 光灯、高压汞灯灯产生干扰引入电源
线。
直流电源输出端
输出端有交流噪声干扰
机动车干扰
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第二章 传导干扰
五、传导电磁干扰案例分析
2、PLC
3)来自接地系统混乱时的干扰 接地是提高电子设备电磁兼容性(EMC)的有效手段之一。正确的
接地,既能抑制电磁干扰的影响,又能抑制设备向外发出干扰;而错误 的接地,反而会引入严重的干扰信号,使PLC系统将无法正常工作。
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第二章 传导干扰
五、传导电磁干扰案例分析
三、传导电磁干扰传输通道
1、电容耦合
电磁干扰(EMI)噪声诊断技术(1)
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• ②此后新加坡的See又设计出另一种识别网络,既可以同时提供具有 CM /DM 抑制能力的信号分离电路,同时在电路中也避免了采用机械 开关所带来的不利影响。See分离网络如图3-4所示,两个宽带射频变 压器相连且副边线圈带中心抽头,两个输出端与EMI干扰接收机输入 端相连,分别满足“相线”和“中线”上的混合模态信号的矢量“相 加”、“相减”功能,于是共模和差模传导发射信号彼此分离并可以 直接在EMI接收机上测量得到。此处用两个变比为2:1,且二次线圈有 中间抽头的变压器来实现这种加减功能,它不需使用机械开关。为了 使该网络的输入阻抗Rin与LISN网络50Ω的阻抗相匹配,Rin应当为 50Ω,所以R1与R2的值应当分别为100Ω。 • 如图所示,VCM=(VL+VN)/4 ,VDM=(VL-VN)/4 ;与上面所讲的 VCM=(VL+VN)/2,VDM=(VL-VN)/2 差了0.5倍。但是考虑到20lg0.5 很小,这个影响可以忽略。
V O D = V C M +V D M V C M V D M = 2 V D M
将开关打到下面时,为差模抑制网络,共模输出端输出为:
V O C = V C M +V D M V C M V D M = 2 V C M
其中,VOC 为共模分离网络的输出;VOD 为差模分离网络的输出。
• 2、基于算法的模态软分离方法 • 另一方面与硬分离技术相比,借助数值计算功能来实现模态信号软分 离的技术近来亦有报道。台湾的Lo提出将通过单模态硬件分离网络输 出的CM或DM信号再输入到计算机中,然后根据LISN检测到的实际 线上干扰信号和前置单模分离网络得到的单模信号通过组合计算,最 终得到另一个模态干扰信号,系统结构如图3-7所示。 • 虽然该方法实现了软分离,但事实上由于算法中需要事先知道其中一 个单模信号作为输入量,因此仍需要使用单模硬件分离网络做支撑 (如图3-7),所以这只能称为半模态软分离技术(semi software-based mode separation network)而并非完整的软分离方法。此外由于存在 检测相位不确定因素,因此还有一定的计算误差。但总体上该方法已 经使干扰信号分离功能得到加强,并使后续的传导性EMI智能化处理 成为可能。
传导性电磁干扰(EMI)噪声测试系统
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实验二传导性电磁干扰(EMI)噪声测试系统一实验目的1 了解传导电磁干扰基本概念2 熟悉传导电磁干扰诊断与抑制基本原理3 掌握电磁兼容基本实验仪器使用二实验设备•频谱分析仪GSP-827•线阻抗稳定网络LISN•分离网络DN•开关电源(型号为KR0960AA 24V 40A)•EMI滤波器•负载电阻盘•线缆•50Ω匹配阻抗三实验内容及步骤1、传导性电磁干扰诊断与抑制原理图图1是传导性电磁干扰诊断与抑制系统示意图。
在主测量装置的输出端获取被测设备(EUT)的EMI噪声后,输入到共模CM/差模DM分离网络进行模态分离。
而后由诊断软件对从频谱分析仪传送到计算机上的信号进行处理。
该智能系统不仅可利用硬件提供独立的共模及差模分量,同时也利用软件为滤波器设计提供了有益的诊断信息。
本实验只要求学生利用频谱分析仪检测到噪声信号,及了解加入滤波器后噪声明显降低,满足EMC标准。
图1 传导性EMI智能测试系统示意图2 、实物接线图及各部分功能介绍将开关电源接一组(3个)500W,5Ω并联的电阻盘用作被测设备即噪声源,在测试系统中加入自制的功率滤波器以此作为我们全智能测试系统的检测对象。
该系统由由线阻抗稳定网络LISN,AC/DC,24V 960W直流输出开关电源接一组(3个)500W,5Ω并联的电阻盘,由功率合成器combiner构成的噪声分离网络DN及GSP-827频谱分析仪构成的EMI噪声智能诊断系统,由EMI滤波器构成噪声抑制系统,供电电源来用单相三线220V交流工频电源。
实验装置如图2所示。
图2 以开关电源拖带阻性负载为被测设备的实验装置图⑴线阻抗稳定网络LISN:目前国际标准进行的传导性电磁干扰测量系采用线阻抗稳定网络LISN,,其核心是通过电感、电容和标准50 阻抗构成的测试网络(前一节已做介绍),作为获得被测设备EUT所产生的传导干扰信号的接受器。
⑵噪声分离网络DN:,LISN只能测量到传导性EMI噪声的混合信号而不能从中检测出CM 和DM分量,但EMI滤波器设计却分为共模和差模滤波器两种。
医疗电子设备电磁干扰噪声诊断与抑制方法研究
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医疗电子设备电磁干扰噪声诊断与抑制方法研究摘要:本文旨在研究医疗电子设备电磁干扰噪声的诊断与抑制方法。
先对电磁干扰噪声的来源与特性进行了深入探讨,包括内部电子设备的运作和外部环境的电磁辐射,还综合讨论了诊断与抑制电磁干扰噪声的方法,为解决医疗电子设备电磁干扰噪声问题,保障患者安全提供了理论和实践指导。
关键词:医疗电子设备;电磁干扰;抑制方法一、引言随着现代医疗技术的不断进步,医疗电子设备在临床应用中扮演着至关重要的角色。
但随之而来的电磁干扰噪声问题也日益显著。
电磁干扰噪声可能来自设备内部的运作和外部环境的电磁辐射,给医疗设备的正常运行和信号传输带来干扰,严重影响患者的安全和医疗质量。
为了保障患者安全,必须深入研究电磁干扰噪声的来源与特性,并探索有效的诊断与抑制方法,以提高医疗设备的抗干扰能力。
二、电磁干扰噪声的来源与特性电磁干扰噪声是在电子设备和通信系统中,由于电磁场的存在而导致不期望的电压或电流引入系统的现象。
这些干扰源可能来自于电子设备内部的运作,也可能来自于外部环境的电磁辐射,对设备的正常运行和信号传输造成干扰。
干扰噪声的来源非常广泛,包括电子设备内部的开关电源、高频振荡电路、时钟信号,以及来自无线通信、广播电视、雷达等外部电磁辐射。
电磁干扰噪声的特性表现为较宽的频谱范围、随机的幅度变化以及可能具有间歇性。
这种干扰噪声对电子设备和通信系统产生严重影响,可能导致设备误操作、数据丢失、通信中断等问题,因此在设计和运行中需充分考虑其来源和特性,并采取有效的屏蔽和抑制措施,以确保设备和系统的正常运行。
三、医疗电子设备电磁干扰噪声对患者安全的潜在影响3.1 电磁干扰噪声对医疗设备的影响电磁干扰噪声可能导致医疗电子设备误操作,这是因为当电磁干扰影响到设备的正常运行,设备可能会出现误判或误触发,从而产生错误的结果。
这在监护系统等设备中可能导致监测仪器错误地显示患者的生理参数,误导医护人员的诊断判断,影响治疗方案。
传导干扰解决方法
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传导干扰解决方法在现代社会中,传导干扰已经成为一种普遍存在的问题。
无论是在电子设备、通信系统还是各种电力设施中,传导干扰都可能会对设备和系统的正常运行造成影响。
为了解决传导干扰带来的问题,需要采取有效的技术手段和管理措施。
本文将从传导干扰的定义、产生原因和解决方法等方面进行深入探讨,以期为相关领域的从业人员提供参考。
我们来了解一下传导干扰的定义。
传导干扰是指电磁波在电气设备之间通过导体传递而产生的电磁干扰。
这种干扰主要通过导线、电缆、连接器等传输介质进行传播,引起电路或信号的质量下降,甚至引发设备的故障。
传导干扰的产生原因主要包括电磁兼容性差、设备内部电磁干扰源强、信号线路设计不规范等因素,因此需要有针对性地采取相应的解决方法。
针对传导干扰问题,可以从以下几个方面着手解决。
需要在电子设备的设计阶段加强对电磁兼容性的考虑,提高设备本身的抗干扰能力。
具体而言,可以通过优化布局、合理设计电路板、选用低干扰元器件等手段来提升设备的抗干扰性能。
在通信系统建设中,应采用屏蔽良好的电缆和连接器,以减少传导干扰的产生和传播。
在使用电力设施时,也可以通过加强设备的接地措施、合理布置电缆等方法来降低传导干扰的影响。
在实际应用中,还可以借助滤波器、隔离器等专业设备,对传导干扰进行有针对性的屏蔽和消除。
除了针对设备和系统本身进行优化外,管理措施也是解决传导干扰问题的重要手段。
在实际工程应用中,需要建立完善的电磁兼容性管理制度,对设备和系统的安装、维护、使用等环节都进行规范和管理。
对设备的周围环境也要进行合理的设计和管理,例如避免设备与干扰源过近、减少电缆交叉布设等措施,以减少传导干扰的发生。
在工程完工验收和设备运行过程中,也应进行相应的电磁兼容性测试和监测,及时发现问题并采取有效措施予以解决。
传导干扰作为一种常见的电磁干扰问题,对设备和系统的正常运行可能会造成严重影响。
为了解决传导干扰问题,需要从设备设计优化、系统建设规范和管理制度建立等多个方面综合考虑,采取相应的技术手段和管理措施。
电力电子系统的电磁干扰及抑制方法
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电力电子系统的电磁干扰及抑制方法电力电子系统的应用范围越来越广泛,不仅在工业领域,还涉及到家庭电器等各个领域。
然而,电力电子系统在工作过程中会产生电磁干扰,给周围的电子设备、通信设备、无线电设备等带来不利影响。
为了解决这个问题,本文将介绍电力电子系统的电磁干扰及抑制方法。
一、电力电子系统的电磁干扰特点电力电子系统的电磁干扰主要包括辐射干扰和传导干扰。
辐射干扰是指电力电子系统发出的电磁波辐射干扰到周围设备,主要通过空气传播。
传导干扰是指电力电子系统的干扰通过导线传导到其他设备,如电力线、信号线等。
电力电子系统的电磁干扰频谱广,范围从几十千赫兹到几十兆赫兹,甚至更高。
干扰信号的能量较大,会影响到正常工作的电子设备的性能,甚至引发设备故障。
二、电力电子系统的电磁干扰源电力电子系统的电磁干扰主要来自以下几个方面:1. 开关器件的开关过程产生的高频噪声干扰。
2. 电力电子系统中的电源电路和滤波电路中的电流和电压突变。
3. 电力电子系统中的线圈和变压器产生的漏磁场和互感。
4. 电力电子系统中的电源变换器引起的谐波干扰。
以上干扰源产生的电磁干扰通过辐射和传导的方式传输到周围的设备中,造成电磁兼容性问题。
三、电力电子系统的电磁干扰抑制方法为了减少电力电子系统的电磁干扰,采取以下几种抑制方法:1. 运用滤波器:通过在电力电子系统中加入滤波器,可以减少电流和电压突变引起的干扰。
滤波器可以选择合适的频率范围进行设计,使其能够有效地过滤掉干扰信号。
2. 优化开关器件设计:改善开关器件的开关过程,减小开关过程中的电压和电流突变,从而减少高频噪声的辐射。
3. 确保设备的接地和屏蔽:合理设计电力电子系统的接地系统,确保设备的接地连接良好。
另外,在设计过程中考虑使用金属屏蔽材料对电力电子系统进行屏蔽,减少辐射干扰。
4. 控制谐波产生:在电力电子系统中,通过合理设计电源变换器的参数,可以减少谐波干扰。
例如,在变频器的设计中,可以采用多级变换结构或者使用滤波器来减少谐波。
传导干扰解决方法
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传导干扰解决方法
传导干扰解决方法包括以下几点:
1. 隔离干扰源:通过将干扰源与敏感元件隔离来减少传导干扰。
这可以通过在信号线或电源线上使用磁珠、电容、电感等元件来实现。
2. 滤波:使用滤波器可以滤除传导干扰。
滤波器可以抑制信号线上的噪声,减小传导干扰的幅度。
常见的滤波器包括RC滤波器、LC滤波器等。
3. 接地:良好的接地可以减少传导干扰。
接地可以消除地线上的电压,减少信号线上的噪声干扰。
4. 屏蔽:使用屏蔽材料可以将信号线或电源线包裹起来,以减少电磁场对信号线的干扰。
常见的屏蔽材料包括金属网、导电布等。
5. 电缆选择:选择具有抗干扰性能好的电缆,如双绞线、同轴电缆等,可以减少传导干扰的传播。
6. 软件处理:通过软件算法对信号进行处理,以减小传导干扰对系统的影响。
常见的算法包括数字滤波、傅里叶变换等。
以上是常见的传导干扰解决方法,具体实施需要根据实际情况进行选择和应用。
传导电磁干扰噪声综合解决方案
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1 研 究 背景
5仿 真 分析
在 实 际工 作 中存 着大 量 由于 传 导性 电磁 干 扰 问题 而不 断 出现 , 在这里 以Gu0和P AUL网络为 例进行进 一步 的研究 , 采用 且 未得 到很好解决 , E MC 标准 又可 以在 各国强制执行 , 因此 , 如何 S P I C E 软件进行 电路仿真分析 , 在以上分析 中, 根据实验结果 , 可 以 诊断和控制 电磁 干扰噪声 , 建立经济与技术 一体化的智能处理系统 知道 : 随着频率 的提高 , 网络特性也会出现不 同程度的衰减, 与此 同
时, 损耗也会有所减小 , 而相应 的抑制 比特性则 出现大幅的下降, 但 是在工程应用 中, C MRR特性 下降最快, 当达到最高频 率时, 插损特 性与抑制特性之差可 以保持在2 0 D B, 通过有效分离 , 从而控制工程 精度要求 , 都会对网络性能造成影 响, 同时 , 在相应 的测试条 件下, 还可 以对 网络的性能进行分析 。 6应 用实 例
在各 种噪声 网络中 , MARD I GUI AN分离 网络 的结构相对简 在一个传导噪声 问题的解决方案 中, 需要运用噪声分离网络测 单, 但旦 由于寄生 电容的存在 , 加上干扰差模 的输 出特性 , 就会影响 量噪声 , 而在各种 噪声 网络中, MA RD I G UI A N分离网络的结构相对 到其共模型 噪声 , 从而使得分离 网络共模抑制 比增 加。 简单 , 采用L C D 显示 , 具有 开机 自检、 最高精度可达到 I . 5 DB , 但旦 由 于寄生 电容 的存在, 加上干扰差模 的输 出特性 , 就会影响到其共模型 3噪声 诊 断 噪声 , 从而使得分离网络共模抑制 比增加 , 同时, 以电流特征以及干 基于 电流特征和干扰 电压为基础 , 利用现代实验设备 , 运用稳 扰电压为基础 , 利用现代实验设备 , 运用稳定 网络原理 , 采用噪声诊 定网络原理 , 采用 噪声诊断技术进行 分析 , 一般而言 , 在实 际工作 断技术进行分析, 为此 , 在方案 中, 可以选用的网络有优化网络、 S E E 中, 由于干扰所产生 的机理有所不 同, 那 么在 实际抑制时其方法也 网络 、 P AUL 网络等, 具体所选用的滤波器则有RC 、 滤波器 、 T 型、 L 型 会有所不 同, 主要用到以下几种 , 一是射频 电波探头 , 根据法拉第原 等 , 根据指标 的权重, 进行进一步的细化处理 , 并在此基础上 , 通过对 理, 对干扰 电流信号进行测量 , 但是由于相关参数干扰的存在 , 导致 决策模型分析性和描述性的分析, 综合考虑到环境 、 技术 、 发展 以及 测量准确度低 , 为此, 可 以将差模 干扰 和共模干扰相分离 , 从 而获得 经济等各项因素, 以计算机 系统和系统辅助设备进行传导 噪声综合 相应的值 ; 二是模态分离 , 区一体 以一种带中心轴 、 相对 简单 的射频 处理 , 主要分为数字 电路模块 、 模拟电路模 块、 电源模块等 , 选定不同 变压器为核心 , 对模态信号进行测量 , 以提高 网络的识别性 能, 但是 的信号 , 结合决策系统的分析功能 , 从而获取差模信号 和共模信号 , 由于受 到1 0 - 2 0 D B 衰减, 为此 , 需要进 一步提高分离 网络 的性能 。 并且采用高速R AM例行数据存储 , 最后传输到P C 机, 另外该控 制方 法还可以用于环境噪声、 品质控制、 噪音工程、 健康 防治等各个方面, 4分离网络的实验特性对比
传导电磁干扰噪声综合解决方案
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p o e wee p o o e .De iin ma i g p r mee d l g o c n c la d e o o c i tg ai n a d t e rb r rp sd c s — k n a a trmo ei f e h i a n c n mi n e r t n h o n t o s n h t p a a u fE os r c si gwe e a p id frs n h t o u in d s n T sswe e s tu y t ei a p r t so MIn ie p o e s r p l o y t e i s l t e i . e t c n e c o g r e p
o i z d n ie s p r tn e wo k a d a n ie s u c mp d nc xr c in meh d wi i ge c re t pt mie os e a ai g n t r n os o r e i e a e e ta t t o t sn l u r n o h
o f rCMRR fn ie s p r tn t r n os o r e i e a e e ta t n u i g sn l u e tp o e, o os e a ai g newo k a d n ie s u c mp d nc xr c i sn i ge c r n r b o a d t e s n h tc s se fr c n uce n h y t ei y tm o d t d EMI n ie pr c si g wa e eo e o o s o e sn s d v l p d. Th e u t h w h tt e e r s ls s o t a h s n h tc s l i n c e s a i a d f ce tf r n ie e a ai g nd o r e mp d nc e ta to y t ei out s h me i v l o d n e i n o o s s p r t a s u c i e a e x r cin. i n
电磁干扰的检测与抑制技术探讨
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电磁干扰的检测与抑制技术探讨电磁干扰是指由电磁波在空间中传播引起的各种不良影响,如电子设备故障、通信系统失效、电网交流噪声等。
电磁干扰对无线通信、雷达探测、军事装备、医疗设备等应用领域造成了极大的威胁和危害。
如何有效地检测和抑制电磁干扰成为当今一个重要的问题。
一、电磁干扰的成因和类型电磁干扰的成因可以分为自然因素和人为因素两大类。
自然因素包括闪电、辐射、电离层扰动等;人为因素则主要涉及电力系统、电子设备、无线电设备、雷达系统等产生的电磁场。
根据其频率范围,电磁干扰可以分为辐射干扰、传导干扰和耦合干扰。
辐射干扰是指电磁场通过空气、水等媒质传播引起的干扰,如雷电、放射源等;传导干扰是指电磁场通过导线、电缆等媒质传播引起的干扰,如电力线干扰、信号线干扰等;耦合干扰是指电磁场直接作用在电子设备上引起的干扰,如电容耦合、电感耦合等。
二、电磁干扰的检测技术为了及时发现潜在的电磁干扰源,必须对电磁环境进行监测和分析。
电磁干扰的检测关键在于能够有效地区分正常的电磁信号和干扰信号,并准确地定位干扰源。
电磁干扰的检测技术主要包括干扰地图、频谱分析、时间域反射、瞬态响应等方法。
干扰地图是一种将电磁场分布情况图形化的方法,可以用于描述电磁场的强度和分布。
频谱分析是一种能够识别和分离不同频率电磁信号的方法,常用于无线电设备的故障排除和频率规划。
时间域反射技术是通过测量电磁场的反射波形来判断干扰源和被干扰设备之间的距离和位置关系。
瞬态响应技术是利用超短脉冲来检测电磁干扰信号,可以高效地检测非常弱的干扰信号。
三、电磁干扰的抑制技术除了检测干扰源,必须采取措施来抑制电磁干扰,以保障系统的正常运行。
电磁干扰的抑制主要依靠两种方法:屏蔽和滤波。
屏蔽是通过隔离干扰源和被干扰设备的物理屏蔽来降低电磁干扰的影响。
屏蔽方法包括金属屏蔽、电磁屏蔽和地埋管屏蔽等。
金属屏蔽是一种将干扰源和被干扰设备隔离开的方法,如用金属网罩来遮挡电磁波;电磁屏蔽是一种将被干扰设备周围用磁性材料包裹住的方法,可以有效地降低电磁场对被干扰设备的干扰;地埋管屏蔽是通过埋设大型金属管道来隔离干扰源和被干扰设备的方法。
电磁兼容性设计中的防护传导干扰方法
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电磁兼容性设计中的防护传导干扰方法在电子设备的设计中,尤其是涉及到电磁兼容性的领域,传导干扰是一个常见且需要重点关注的问题。
传导干扰是指电磁波在电路之间通过导线、地线等传导而引起的干扰现象,可能导致设备性能下降甚至无法正常工作。
因此,采取有效的防护传导干扰方法至关重要。
首先,设计合理的接地系统是防护传导干扰的重要手段之一。
良好的接地系统可以有效地消除设备表面和内部的静电、交流干扰,减少传导干扰的影响。
在设计接地系统时,需要遵循如下原则:首先是接地点应该选择离设备电源和信号线较近的位置,并且尽量采用单点接地或多点接地的方式;其次是要确保接地线路短而直,避免过长或错综复杂的布局,以减小接地回路的电阻和电感,提高接地效果。
其次,采用屏蔽技术是另一个有效防护传导干扰的手段。
屏蔽可以有效地隔离外部电磁场,阻止其进入设备内部,从而减少传导干扰的影响。
常用的屏蔽材料包括金属板、导电涂料、导电布等,可以覆盖在电路板、电缆等敏感部件表面,形成屏蔽壳体,避免外部干扰信号的干扰。
在屏蔽设计中,需要注意保证屏蔽结构的完整性和接地良好,避免出现漏洞和边缘放射等问题。
此外,合理设计电路布局和布线也是防护传导干扰的关键措施之一。
合理的电路布局和布线可以降低信号线和电源线之间的相互干扰,减少传导干扰的发生。
在电路设计中,应当尽量避免信号线和电源线的交叉布线,减小回路面积,减缓信号边缘的上升时间,减少辐射干扰。
此外,还可以采用差分传输线路、层间走线等技术手段,提高信号完整性,降低传导干扰的影响。
最后,合理选择和设计滤波器也是防护传导干扰的重要手段之一。
滤波器可以有效地抑制电路中的高频噪声和干扰信号,减少传导干扰的影响。
常见的滤波器有LC滤波器、RC滤波器、磁性滤波器等,可以根据实际需求选择合适的滤波器类型和参数。
在设计滤波器时,需要考虑电路的工作频率、阻抗匹配等因素,确保有效地抑制传导干扰信号。
总的来说,电磁兼容性设计中的防护传导干扰方法涉及多个方面,需要综合考虑接地系统、屏蔽技术、电路布局、滤波器选择等因素。
传导干扰解决方案
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传导干扰解决方案引言传导干扰(Conducted Interference)是指在电子设备中,通过导线传输时产生的电磁干扰。
传导干扰对设备的正常工作及性能造成了严重的影响。
本文将介绍传导干扰的原因分析,并提供一些解决方案,以帮助减少或消除传导干扰。
传导干扰的原因分析传导干扰产生的原因可以归结为以下几点:1.电源质量不稳定:电源的不稳定性会导致电流和电压的突变,从而产生传导干扰。
2.外部电磁场干扰:设备周围存在的其他电子设备、高频电磁场辐射等均可能引起传导干扰。
3.设备内部布线不合理:设备内部布线的不合理会导致信号在传输过程中产生干扰。
4.地线干扰:地线的质量差、接触不良等问题都可能导致传导干扰。
传导干扰解决方案为了解决传导干扰,我们可以采取以下一些解决方案:1. 电源稳定性改善确保设备的电源质量稳定是减少传导干扰的一项关键措施。
可以通过以下方式来改善电源稳定性:•使用稳定的电源:选择合适的电源设备,确保电源的输出电流和电压稳定。
•添加滤波器:在电源线路中添加滤波器,可以有效消除电源中的高频干扰。
•地线连接:地线应正确连接并保持良好的接触,以确保电源的地线质量。
2. 屏蔽和隔离屏蔽和隔离是减少外部电磁场干扰对设备的传导干扰的重要方法。
以下是一些常用的屏蔽和隔离措施:•屏蔽材料:使用屏蔽材料包裹设备和导线,可以有效地阻隔外部的电磁场干扰。
•屏蔽罩设计:在设备中添加屏蔽罩,可以提高设备的抗干扰能力。
•路由布线:合理布置设备内部的信号线路,避免信号线路之间的干扰。
3. 设备内部布线优化设备内部布线的合理优化可以有效降低传导干扰。
以下是一些建议:•分离高频和低频信号线:将高频信号与低频信号线路分离,减少干扰。
•使用屏蔽线:使用屏蔽线可以减少信号线之间的干扰。
•增加距离:不同信号线路之间增加适当距离,减少相互干扰。
4. 地线优化地线是传导干扰的重要因素之一,优化地线可以帮助减少传导干扰。
以下是一些建议:•地线连接质量:地线的连接应稳定可靠,避免接触不良导致干扰。
传导及辐射型干扰诊断实验原理
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传导及辐射型干扰诊断实验原理一、传导干扰诊断实验原理传导干扰是指通过导电介质将一个干扰源的干扰信号传递到另一个电路或系统。
这种干扰可以是通过电源线、信号线、地线等传导介质引入的。
在传导干扰诊断实验中,通常需要测量干扰源对被干扰对象的影响,以及被干扰对象的响应。
实验步骤:1. 确定干扰源和被干扰对象,并连接它们之间的传输线;2. 开启干扰源,观察被干扰对象的响应;3. 调整干扰源的强度或波形,观察被干扰对象响应的变化;4. 测量被干扰对象的噪声电压、噪声电流等参数;5. 根据实验数据进行分析,找出干扰的原因和解决方法。
二、辐射干扰诊断实验原理辐射干扰是指通过空间电磁波将一个干扰源的干扰信号传递到另一个电路或系统。
这种干扰可以是通过无线电波、微波、红外线等辐射介质引入的。
在辐射干扰诊断实验中,通常需要测量干扰源对被干扰对象的影响,以及被干扰对象的响应。
实验步骤:1. 确定干扰源和被干扰对象,并将它们放置在不同的距离;2. 开启干扰源,观察被干扰对象的响应;3. 调整干扰源的强度或波形,观察被干扰对象响应的变化;4. 使用电磁场探测器测量被干扰对象周围的电磁场强度;5. 根据实验数据进行分析,找出干扰的原因和解决方法。
三、电磁兼容性测试电磁兼容性(EMC)是指设备在电磁环境中正常运行并不对其他设备产生不可承受的电磁干扰的能力。
在电子设备的设计和制造过程中,需要进行电磁兼容性测试,以确保设备符合相关标准和规范。
实验步骤:1. 根据相关标准和规范制定测试计划;2. 在电磁兼容性测试实验室中进行测试;3. 对测试数据进行整理和分析;4. 根据测试结果进行整改和优化设计。
四、信号完整性分析信号完整性是指数字信号在传输过程中不失真、不延迟、不出现错误的特性。
在高速数字电路的设计中,需要进行信号完整性分析,以确保数字信号的正确传输。
实验步骤:1. 使用示波器等仪器测量信号的时域和频域特性;2. 分析信号的质量和传输特性;3. 对不满足信号完整性要求的信号进行整改和优化设计。
医疗电子设备电磁干扰噪声诊断与抑制方法研究
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医疗电子设备电磁干扰噪声诊断与抑制方法研究摘要:当今社会的电子设备丰富多彩,而且电子设备日益向高度集成、便携、小体积方向发展,日常生活中一个很常见的电子设备都是一个复杂的电子系统,比如电脑、手机、各种医疗设备等。
电路集成度的增加是以高频率的数字电路为支撑的,其电路板的芯片集成的器件越来越多,信号主频不断提高,导致在通讯系统、医疗设备、汽车电子、电力设备、军工产品和轨道交通等电子系统中,电磁干扰空前严重,既影响设备自身正常工作,还影响其他電子系统的正常运行。
关键词:医疗电子设备;电磁干扰;噪声诊断;抑制方法研究1医疗电子设备电磁干扰噪声机理分析与抑制方法研究本章将在前文基础上,详细分析医疗电子设备各类噪声源引起电磁干扰噪声的机理,建立相应的噪声机理分析模型,并据此提出针对性的电磁干扰噪声抑制方法,为电磁干扰噪声诊断工作中明确设备具有哪些噪声源提供依据,为诊断识别出引起设备噪声超标的噪声源奠定基础,设计具体的电磁干扰噪声抑制措施提供思路与指导。
设备内部的传导噪声产生机理如图1所示,是一个典型的医疗电子设备的结构组成框图。
设备由配电系统提供的工频交流电供电,并通过开关电源将工频交流电转换成设备所需电压大小的直流电,给设备内部各PCB电路供电。
设备还包括人机界面、传感器部分,人机界面用来显示数据、操作设备,传感器用来监测设备工作状态或采集病人信息。
设备的系统线缆包括交流电源线、直流电源线、数字控制线、传感器线。
设备内部的电路器件和接地系统是产生电磁干扰噪声的根本源头,电路器件在工作时引起电磁干扰噪声,接地系统将噪声反射至系统电路,与之相连的系统线缆作为传导EMI噪声的载体一方面将来自PCB电路等模块的内部噪声传导给交流电源线,一方面通过祸合的方式将线上的传导EMI噪声祸合至交流电源线上。
同时,系统线缆作为设备的电磁干扰噪声辐射天线,既对外辐射干扰电磁场,也对设备的其他线缆辐射电磁场,使本来噪声含量少的线缆也成为天线对外辐射电磁场。
什么是电磁干扰如何在电路中防止电磁干扰
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什么是电磁干扰如何在电路中防止电磁干扰电磁干扰是指在电路中电磁能量的非预期传输或耦合引起的问题。
其影响包括信号变形、噪声干扰、设备故障等。
为了保证电路的正常运行,需要采取一系列措施来避免或减小电磁干扰的影响。
一、电磁干扰的类型与来源电磁干扰可以分为两种类型:传导干扰和辐射干扰。
1. 传导干扰:传导干扰是指电磁能量通过导线或其他传导介质的方式传递到受影响的设备或电路中。
传导干扰的主要来源包括电力线、传输线、接地回路等。
2. 辐射干扰:辐射干扰是指电磁能量以无线电波的形式从一个设备传播到其他设备或电路中,并产生干扰。
辐射干扰的主要来源包括无线电设备、电视、手机、微波炉等。
二、电磁干扰的危害与影响电磁干扰对电路和设备可能产生以下危害与影响:1. 信号变形:电磁干扰可以导致信号的失真、频率偏移、波形畸变等,从而影响电路的正常工作和信号的传输质量。
2. 数据传输错误:电磁干扰会引起数据传输错误,导致数据丢失或错误的解码,从而影响通信系统的可靠性和稳定性。
3. 设备故障:强电磁场干扰可能导致设备的异常工作或直接损坏,影响设备的寿命和性能。
三、电磁干扰防止的方法和措施为了避免或减小电磁干扰的影响,可以采取以下方法和措施:1. 设计合理布线:合理布置电路的走向和距离,减小信号线与电源线、传输线等之间的干扰。
2. 接地设计:良好的接地设计可以降低电磁干扰的传导和辐射,例如使用接地网和接地回路来消除地回路的干扰。
3. 屏蔽和隔离:在设计电路时,可以采用金属屏蔽罩、屏蔽线缆等措施来隔离电磁干扰。
4. 滤波器的使用:使用合适的滤波器可以消除电路中的高频噪声和杂散信号,提高系统的抗干扰能力。
5. 地线、电源线的分离:将地线和电源线分开布置,避免它们的相互干扰,减小电磁干扰。
6. 合适的屏蔽材料:在设计电路时选择合适的屏蔽材料,如铁氧体、磁性材料等,以降低电磁干扰的传导或辐射。
7. 源信号的优化:优化源信号的输出功率、波形等特性,减小电磁干扰的发生。
传导干扰解决方案
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传导干扰解决方案
《传导干扰解决方案》
传导干扰是指在电子设备中出现的问题,由于电磁波的传导而导致设备正常工作受到影响的现象。
传导干扰可能会导致设备的性能下降甚至损坏,因此需要采取有效的解决方案来解决这个问题。
首先,排除外部干扰源是解决传导干扰问题的重要步骤。
电子设备可能受到来自其他设备、电源线、导线等外部干扰源的影响,因此需要对这些干扰源进行排查和消除。
这包括对设备周围的电磁环境进行分析,使用屏蔽材料来减少外部干扰的影响等措施。
其次,优化设备的电磁兼容性也是解决传导干扰问题的重要手段。
通过优化设备的电路设计、布局和接地等方面来提高设备的抗干扰能力,减少传导干扰的发生。
例如,采用屏蔽罩、滤波器和距离隔离等技术来阻止干扰信号的传导,保证设备的正常工作。
此外,加强对传导干扰问题的研究和监测也是解决问题的重要途径。
通过对传导干扰问题的深入研究,不断提高解决问题的技术水平,找到更加有效的解决方案。
同时,对设备进行定期的电磁兼容性测试和监测,及时发现并解决传导干扰问题,确保设备的正常运行。
总之,针对传导干扰问题,需要采取综合的解决方案来解决这
个问题。
排除外部干扰源、优化设备的电磁兼容性、加强研究和监测等措施都是解决传导干扰问题的有效途径,可以帮助设备维持良好的工作状态,保证设备的正常运行。
干货图文教你如何解决传导干扰
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⼲货图⽂教你如何解决传导⼲扰传导⼲扰电磁⼲扰 EMI 中电⼦设备产⽣的⼲扰信号是通过导线或公共电源线进⾏传输,互相产⽣⼲扰称为传导⼲扰。
传导⼲扰给不少电⼦⼯程师带来困惑,如何解决传导⼲扰?找对⽅法,你会发现,传导⼲扰其实很容易解决,只要增加电源输⼊电路中 EMC 滤波器的节数,并适当调整每节滤波器的参数,基本上都能满⾜要求,下⾯讲解的⼋⼤对策,以解决对付传导⼲扰难题。
⼀:尽量减少每个回路的有效⾯积▲图 1 回路电流产⽣的传导⼲扰传导⼲扰分差模⼲扰 DI 和共模⼲扰 CI 两种。
先来看看传导⼲扰是怎么产⽣的。
如图 1 所⽰,回路电流产⽣传导⼲扰。
这⾥⾯有好⼏个回路电流,我们可以把每个回路都看成是⼀个感应线圈,或变压器线圈的初、次级,当某个回路中有电流流过时,另外⼀个回路中就会产⽣感应电动势,从⽽产⽣⼲扰。
减少⼲扰的最有效⽅法就是尽量减少每个回路的有效⾯积。
⼆:屏蔽、减⼩各电流回路⾯积及带电导体的⾯积和长度▲图 2 屏蔽、减⼩各电流回路⾯积及带电导体的⾯积和长度如图 2 所⽰,e1、e2、e3、e4 为磁场对回路感应产⽣的差模⼲扰信号;e5、e6、e7、e8 为磁场对地回路感应产⽣的共模⼲扰信号。
共模信号的⼀端是整个线路板,另⼀端是⼤地。
线路板中的公共端不能算为接地,不要把公共端与外壳相接,除⾮机壳接⼤地,否则,公共端与外壳相接,会增⼤辐射天线的有效⾯积,共模辐射⼲扰更严重。
降低辐射⼲扰的⽅法,⼀个是屏蔽,另⼀个是减⼩各个电流回路的⾯积(磁场⼲扰),和带电导体的⾯积及长度(电场⼲扰)。
三:对变压器进⾏磁屏蔽、尽量减少每个电流回路的有效⾯积▲图 3 变压器漏磁对回路产⽣的电磁感应如图 3 所⽰,在所有电磁感应⼲扰之中,变压器漏感产⽣的⼲扰是最严重的。
如果把变压器的漏感看成是变压器感应线圈的初级,则其它回路都可以看成是变压器的次级,因此,在变压器周围的回路中,都会被感应产⽣⼲扰信号。
减少⼲扰的⽅法,⼀⽅⾯是对变压器进⾏磁屏蔽,另⼀⽅⾯是尽量减少每个电流回路的有效⾯积。
电磁干扰传导噪声的智能诊断与抑制
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电磁干扰传导噪声的智能诊断与抑制
赵阳;李世锦;龙云云;沈雪梅
【期刊名称】《舰船电子工程》
【年(卷),期】2004(024)0z1
【摘要】对传导性电磁干扰(EMI)噪声的模态分离包括基于硬件器件和基于算法的软分离方法及其优缺点进行了分析和比较,同时给出了抑制噪声的功率线滤波器设计方法,并讨论了传导性电磁干扰噪声全智能诊断和处理装置.还给出了部分实验结果,对其中一些方法作了实验对比.
【总页数】4页(P195-198)
【作者】赵阳;李世锦;龙云云;沈雪梅
【作者单位】南京师范大学电气与电子工程学院,南京,210042;南京师范大学电气与电子工程学院,南京,210042;南京师范大学电气与电子工程学院,南京,210042;南京师范大学电气与电子工程学院,南京,210042
【正文语种】中文
【中图分类】TN03
【相关文献】
1.FeCoB基薄膜微波噪声抑制器的传导噪声抑制特性研究 [J], 邱景
2.传导性电磁干扰噪声的诊断与抑制方法 [J], 蔡骏;沈雪梅;尹海平;赵阳;李世锦
3.基于噪声源阻抗估测的单相并网逆变器传导电磁干扰滤波器的设计 [J], 江师齐; 刘艺涛; 金典恒; 潘学伟
4.传导性电磁干扰噪声诊断与噪声抑制智能装置系统 [J],
5.Fe-Si-Al系噪声抑制片的传导噪声抑制特性研究 [J], 陈波;戴雨兰;刘贵发;冯则坤
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(a) 初始总噪声
(a) 初始共模噪声分量
(b) 滤波之后的总噪声
图8 使用滤波器前后的总噪声 无噪声分离网络
图9 共模滤波器滤波特性
模 D M 噪声的混合信号 而滤波器的设计分为共模和差模两个部分 介绍传导性电磁干扰噪声的分离 技术及E M I 滤波器的阻抗匹配问题 通过实例证明 传导性电磁干扰噪声分离网络能对共模和差模噪声 进行有效地诊断 为正确选用抑制噪声的E M I 滤波器提供依据 关键词
电磁干扰 噪声诊断 噪声抑制 阻抗 噪声分离网络 Abstract
图5 Guo 分离网络
尽管采用功率混合器可以使干扰模态信号的分离 性能得到很大改善 尤其在高频条件下更是如此 但功率 混合器价格昂贵 所以影响其推广使用
当实现CM与DM 噪声的分离后 就可以分别针对这 两种模态的噪声进行CM与DM滤波器的设计 在进行滤 波器设计时 首先必须知道噪声源的阻抗 而后才能计算 出各滤波器件的参数
美国Guo[5]提出了采用0 /180 combiner取代变压器 作分离网络 如图5所示 分别用0 和180 的combiner实 现C M 和D M 的模态分离和输出 功率混合器( p o w e r combiner)在物理结构上同功率分相器(power splitter) 一样但逆向使用 功率分相器通常作为射频器件可以 将输入信号分解成两个等幅和指定相位的信号输出 当反向使用时就变成了一个功率混合器 虽然功率混 合器在制造过程中类似一个宽带变压器 但其可以在 10 30 MHZ范围内维持更高的精度 此外 功率混合 器还可以在测量中提供恰当的输入阻抗以实现阻抗匹 配 减小反射损耗
(b) 滤波之后的共模噪声分量
图1 0 使用滤波器前后的共模噪声 有噪声分离网络
标准,且难于区分是以共模噪声还是差模噪声为主 同 时也没有滤波器设计所需要的过量噪声分贝及滤波器 截止频率等重要信息 当加上噪声分离网络后 对比 图8和图10就可以清楚地看到CM噪声特征与总噪声的关 系,共模噪声因其频率较低且 地电位差 产生的信号幅 值相对较大 在整个干扰信号频谱中居主导地位 由此 共模滤波器的滤波特性将直接决定对初始总噪声的抑制 效果 可见 当采用噪声测量与抑制智能系统后 我们可 以直接根据测量得到的模态噪声特征加以诊断 进行滤 波器的合理设计 高效地实现噪声抑制 使被测设备的传 导性电磁干扰噪声满足电磁兼容 EMC 标准
(a) CM阻抗测试方案
(b) DM阻抗测试方案
(c) 等放电路
图6 CM DM噪声源阻抗的双电流探测法
图7 以开关电源拖带阻性负载为被测设备的 实验布置图
在无噪声分离网络条件下 加与不加滤波器时总噪 声的情况对比如图8所示 其中 图8 a 为初始混合噪声 图8 b 为经过滤波之后的总噪声 图9为由诊断软件设 计的共模滤波器滤波特性 图10为在有噪声分离网络的 条件下 加与不加滤波器时共模噪声的情况对比 其中 图10 a 图为初始共模噪声分量 图10 b 为经过共模滤 波器抑制之后的共模噪声
The conventional testing for compliance to conductive EMI emission utilizes a Line Impedance Stabilization Network (LISN). But it can only measure the total conducted EMI and cannot detect the CM and DM components. The design procedure for EMI filter is divided into common mode and different mode filters. This paper concentrates on conductive EMI noise Diagnosis and impedance matching of EMI filter Design. Experiments show that discrimination network is effective, and there is also a method to choose the correct component values for EMI filter.
2 噪声源阻抗的建模
滤波器是抑制电磁干扰的有效措施 但我们在进行滤 波器设计时 事先并不知道内部干扰源和阻抗 而干扰源 阻抗和滤波器阻抗之间的匹配关系直接影响到滤波器的 滤波效果 因此 准确估计开关电源内部阻抗对于电磁干 扰的有效抑制有着重要意义 Lon M. Schneider[6]在1983年 提出了用谐振技术建立离线式变换电磁干扰等效模型的 方法 通过加入电感器并使之与变换器传导干扰的等效内 阻抗发生谐振 从谐振频率和品质因数推知电磁干扰的等 效阻抗 该方法的使用频率段窄 1 MHz 且实施起来很
3
其中 VP为电流探头线圈上的感应电压值 通过对式 3 中两部分阻抗和相位的分别计算 最终得到我们所需 的负载内阻抗
由此 我们可以分别得到开关电源的CM 和DM 内阻 抗 作为噪声源阻抗进行EMI滤波器的设计 从而实现阻 抗匹配 使得设计出的EMI滤波器能够分别对C M 和D M 噪声实现有效的抑制
图3 See 分离网络
路 在电路中也避免了采用机械开关所带来的不利影 响 See分离网络如图3所示 两个宽带射频变压器相连 且副边线圈带中心抽头 两个输出端与EMI干扰接收 机输入端相连 分别满足 相线 和 中线 上的混合模 态信号的矢量 相加 相减 功能 于是共模和差模传 导发射信号彼此分离 并可以直接在EMI接收机上测 量得到
法国Mardiguaian[4]给出了一种更简单的分离网络如 图4 所示 它仅使用一个变压器就能分离C M / D M
图4 M a r d i g u i a n 分离网络
这些网络由于都采用了变压器作为主要的分离 器件 在高频条件下因杂散效应会产生较明显的模态 信号抑制性能(mode rejection ability)衰退的现象 一般有10 20 dB的衰减 因此分离网络性能有待进 一步提高
参考文献
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由式 1 式 2 可知 LISN所测量到的实际上是共模 CM 和差模 D M 信号的混合信号 无法直接检测C M 和D M 信号的具体分量
美国Paul[2]提出了一种分离网络 即采用两个简单的变比为1:1的射 频变压器作为分离网络的核心 如图2所示 但该网络只能测量单模态输
图2 Paul 分离网络 新加坡的See[3]设计出可以同时提供 具有CM /DM 抑制能力的信号分离电
Keywords
electromagnetic Interference noise Diagnosis noise Suppression impedance noise discrimination network