电磁兼容培训教材1
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杨继深 2000
抑制磁场干扰的试验数据
100
(A)
100
(B)
每米18节
100
(C)
杨继深 2000
1M 0
100
1M 27
1M 13
100
13
(D)
1M
28
(E)
1M
抑制磁场干扰的实验数据
100
(F)
1M 80
每米18节
100
(I)
100
1M 55
(G)
100
(H)
1M 70
100
(J)
杨继深 2000
杨继深 2000
放大器屏蔽壳的接地
C1S
C3S
C1S
C3S
C2S
C2S
等效电路
杨继深 2000
屏蔽电缆的接地
E
~
H
V
~
0v
电场屏蔽
~
磁场屏蔽
杨继深 2000
~
高频低磁 波屏蔽
电场屏蔽的电缆接地
电缆接敏感电路的信号地，目的是 将屏蔽层的电位保持在地电位。
干扰频率较低
干扰频率较高
单点接地（否则出问题） （在哪里接地？）
13.3m 133m
14m 144m
90.3m 1.07
783m 10.6
3.86 53
7.7
106
38.5 530
77
115
杨继深 2000
金属条与导线的阻抗比较
金属条阻抗/导线阻抗 0.6
0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
杨继深 2000
S/W
地线问题－地环路
第二章 地线干扰与接地技术
为什么要地线 地环路问题与解决方法 公共阻抗耦合问题与解决方法 各种接地方法 电缆屏蔽层的接地
杨继深 2000
安全地
220V
杨继深 2000
0V
+++++
信号地
定义：信号电流流回信号源的低阻抗路径
杨继深 2000
地线引发干扰问题的原因
V=IR
地线电压
地线是等电 位的假设不
RC2
VG
RG
杨继深 2000
RS
RC1
RL
VS
RC2 ZSG
RG
VG
接地方式种类
信号接地方式
单点接地
多点接地
串联单点接地
并联单点接地
杨继深 2000
混合接地
单点接地
1
2
3
1
I1
I2
I3
A
I2
A R2 B R3 C
I1
R1
2
3
B C
I3
串联单点接地 优点：简单 缺点：公共阻抗耦合
并联单点接地 优点：无公共阻抗耦合 缺点：接地线过多
杨继深 2000
多点接地 （间隔/20接地）
电缆多点接地带来的问题
~ VOUT
IS
VIN
~ VOUT
M LS
杨继深 2000
RS IS
VIN = VOUT+ ISRS
噪声
电缆屏蔽层接地位置
~
屏蔽双绞线
~
屏蔽双绞线
~
屏蔽双绞线
杨继深 2000
~
屏蔽同轴线
~
屏蔽同轴线
~
屏蔽同轴线
低频磁场对电缆的干扰
63
1M
77
1M
接地位置不当造成的干扰
火灾 报警器
稳压电源
稳压电源
杨继深 2000
火灾 报警器
•
1、有时候读书是一种巧妙地避开思考 的方法 。20.9. 1920.9. 19Saturday, September 19, 2020
•
2、阅读一切好书如同和过去最杰出的 人谈话 。01:3 7:0701: 37:0701 :379/1 9/2020 1:37:07 AM
成立
电流走最小 阻抗路径
我们并不知道 地电流的确切
路径
地电流失 去控制
杨继深 2000
导线的阻抗
趋肤效应
Z = RAC + jL
电流 I
L 1H/m
RAC= 0.076r f1/2 RDC
0.37I
深度
r
= 1 / ( f r r)1/2
杨继深 2000
导线的阻抗
高频时，导线的直径作用减小
频率
感应电压
VN
磁通
回路面积A
VN ＝ ( d / dt ) = A ( dB / dt )
当面积一定时
杨继深 2000
减小面积可以减小噪声
抗磁场干扰的电缆接地方式
VS
VS
VS
只有两端接地的屏蔽层才能 屏蔽磁场
杨继深 2000
双绞线对磁场干扰的抑制
～
～ 理想同轴线的信号电流与回流等效为在几何上重合，因 此电缆上的回路面积为0，整个回路面积仅有两端的部分
I1 VN
I2
IG
地环路
VG
杨继深 2000
隔离变压器
VS
CP
VG
C1
C2
RL
VN
屏蔽层只能接2点！
屏蔽
1
VG
2
杨继深 2000
光隔离器
发送
VS
光耦器件
Cp
接收 RL
VG
发送
VS
VG
杨继深 2000
接收 RL
共模扼流圈的作用
L
R1
Vs
IN1
M
IS
RL VS + VN
VN / VG
RL/（RS + RL）
Hz
10Hz
d = 0.65cm d = 0.27cm d = 0.06cm 10cm 1m 10cm 1m 10cm 1m
51.4 517 327 3.28m 5.29m 52.9m
1k 100k
429 7.14 632 8.91m 5.34m 53.9m m
42.6m 712m 54m 828m 71.6m 1.0
1M 426m 7.12 540m 8.28 714m 10
5M 2.13 35.5 2.7 41.3 3.57 50
10M 4.26 71.2 5.4 82.8 7.14 100
50M 21.3 356 27 414 35.7 500
100M 42.6
54
71.4
150M 63.9
81
107
d= 0.04cm 10cm 1m
杨继深 2000
串联单点、并联单点混合接地
模拟电路1
模拟电路2
模拟电路3
数字信息处理电路 马达驱动电路
数字逻辑控制电路 继电器驱动电路
杨继深 2000
线路板上的地线
噪声
模拟 数字
杨继深 2000
长地线的阻抗
设备 Z0 = (L/C)1/2
LR C
LR C
ZP = (L)2/R
RDC
杨继深 2000
IN2
R1
VG
= R1 / L
f
杨继深 2000
平衡电路对地环路干扰的抑制
RS1 VS1 VS2
RS2
IN1 VG
IN2
RL1
IS
VL
RL2
杨继深 2000
地线问题－公共阻抗耦合
电路1
地电流1 公共地阻抗
电路2
地电流2
~
V
杨继深 2000
~
改进1
改进2
~
单点接地对噪声的抑制
RS
RC1
RL
VS
并联谐振 FP1 = 1/2(LC)1/2
RAC 串联谐振
多点接地
电路1
电路2
电路3
R1
R2
R3
L1
L2
L3
镀银（减小表面电阻） 良好搭接（减小地线阻抗） 宽金属板（减小电感）
杨继深 2000
地线阻抗一定保持很小， 避免公共阻抗耦合
混合接地
地电流
Байду номын сангаас
安全接地
地环路电流
Rs ~ Vs
Rs ~ Vs
安全接地
•
3、越是没有本领的就越加自命不凡。 20.9.19 01:37:0 701:37 Sep-201 9-Sep-2 0
•
4、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的 错儿。 01:37:0 701:37: 0701:3 7Saturday, September 19, 2020
抑制磁场干扰的试验数据
100
(A)
100
(B)
每米18节
100
(C)
杨继深 2000
1M 0
100
1M 27
1M 13
100
13
(D)
1M
28
(E)
1M
抑制磁场干扰的实验数据
100
(F)
1M 80
每米18节
100
(I)
100
1M 55
(G)
100
(H)
1M 70
100
(J)
杨继深 2000
杨继深 2000
放大器屏蔽壳的接地
C1S
C3S
C1S
C3S
C2S
C2S
等效电路
杨继深 2000
屏蔽电缆的接地
E
~
H
V
~
0v
电场屏蔽
~
磁场屏蔽
杨继深 2000
~
高频低磁 波屏蔽
电场屏蔽的电缆接地
电缆接敏感电路的信号地，目的是 将屏蔽层的电位保持在地电位。
干扰频率较低
干扰频率较高
单点接地（否则出问题） （在哪里接地？）
13.3m 133m
14m 144m
90.3m 1.07
783m 10.6
3.86 53
7.7
106
38.5 530
77
115
杨继深 2000
金属条与导线的阻抗比较
金属条阻抗/导线阻抗 0.6
0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
杨继深 2000
S/W
地线问题－地环路
第二章 地线干扰与接地技术
为什么要地线 地环路问题与解决方法 公共阻抗耦合问题与解决方法 各种接地方法 电缆屏蔽层的接地
杨继深 2000
安全地
220V
杨继深 2000
0V
+++++
信号地
定义：信号电流流回信号源的低阻抗路径
杨继深 2000
地线引发干扰问题的原因
V=IR
地线电压
地线是等电 位的假设不
RC2
VG
RG
杨继深 2000
RS
RC1
RL
VS
RC2 ZSG
RG
VG
接地方式种类
信号接地方式
单点接地
多点接地
串联单点接地
并联单点接地
杨继深 2000
混合接地
单点接地
1
2
3
1
I1
I2
I3
A
I2
A R2 B R3 C
I1
R1
2
3
B C
I3
串联单点接地 优点：简单 缺点：公共阻抗耦合
并联单点接地 优点：无公共阻抗耦合 缺点：接地线过多
杨继深 2000
多点接地 （间隔/20接地）
电缆多点接地带来的问题
~ VOUT
IS
VIN
~ VOUT
M LS
杨继深 2000
RS IS
VIN = VOUT+ ISRS
噪声
电缆屏蔽层接地位置
~
屏蔽双绞线
~
屏蔽双绞线
~
屏蔽双绞线
杨继深 2000
~
屏蔽同轴线
~
屏蔽同轴线
~
屏蔽同轴线
低频磁场对电缆的干扰
63
1M
77
1M
接地位置不当造成的干扰
火灾 报警器
稳压电源
稳压电源
杨继深 2000
火灾 报警器
•
1、有时候读书是一种巧妙地避开思考 的方法 。20.9. 1920.9. 19Saturday, September 19, 2020
•
2、阅读一切好书如同和过去最杰出的 人谈话 。01:3 7:0701: 37:0701 :379/1 9/2020 1:37:07 AM
成立
电流走最小 阻抗路径
我们并不知道 地电流的确切
路径
地电流失 去控制
杨继深 2000
导线的阻抗
趋肤效应
Z = RAC + jL
电流 I
L 1H/m
RAC= 0.076r f1/2 RDC
0.37I
深度
r
= 1 / ( f r r)1/2
杨继深 2000
导线的阻抗
高频时，导线的直径作用减小
频率
感应电压
VN
磁通
回路面积A
VN ＝ ( d / dt ) = A ( dB / dt )
当面积一定时
杨继深 2000
减小面积可以减小噪声
抗磁场干扰的电缆接地方式
VS
VS
VS
只有两端接地的屏蔽层才能 屏蔽磁场
杨继深 2000
双绞线对磁场干扰的抑制
～
～ 理想同轴线的信号电流与回流等效为在几何上重合，因 此电缆上的回路面积为0，整个回路面积仅有两端的部分
I1 VN
I2
IG
地环路
VG
杨继深 2000
隔离变压器
VS
CP
VG
C1
C2
RL
VN
屏蔽层只能接2点！
屏蔽
1
VG
2
杨继深 2000
光隔离器
发送
VS
光耦器件
Cp
接收 RL
VG
发送
VS
VG
杨继深 2000
接收 RL
共模扼流圈的作用
L
R1
Vs
IN1
M
IS
RL VS + VN
VN / VG
RL/（RS + RL）
Hz
10Hz
d = 0.65cm d = 0.27cm d = 0.06cm 10cm 1m 10cm 1m 10cm 1m
51.4 517 327 3.28m 5.29m 52.9m
1k 100k
429 7.14 632 8.91m 5.34m 53.9m m
42.6m 712m 54m 828m 71.6m 1.0
1M 426m 7.12 540m 8.28 714m 10
5M 2.13 35.5 2.7 41.3 3.57 50
10M 4.26 71.2 5.4 82.8 7.14 100
50M 21.3 356 27 414 35.7 500
100M 42.6
54
71.4
150M 63.9
81
107
d= 0.04cm 10cm 1m
杨继深 2000
串联单点、并联单点混合接地
模拟电路1
模拟电路2
模拟电路3
数字信息处理电路 马达驱动电路
数字逻辑控制电路 继电器驱动电路
杨继深 2000
线路板上的地线
噪声
模拟 数字
杨继深 2000
长地线的阻抗
设备 Z0 = (L/C)1/2
LR C
LR C
ZP = (L)2/R
RDC
杨继深 2000
IN2
R1
VG
= R1 / L
f
杨继深 2000
平衡电路对地环路干扰的抑制
RS1 VS1 VS2
RS2
IN1 VG
IN2
RL1
IS
VL
RL2
杨继深 2000
地线问题－公共阻抗耦合
电路1
地电流1 公共地阻抗
电路2
地电流2
~
V
杨继深 2000
~
改进1
改进2
~
单点接地对噪声的抑制
RS
RC1
RL
VS
并联谐振 FP1 = 1/2(LC)1/2
RAC 串联谐振
多点接地
电路1
电路2
电路3
R1
R2
R3
L1
L2
L3
镀银（减小表面电阻） 良好搭接（减小地线阻抗） 宽金属板（减小电感）
杨继深 2000
地线阻抗一定保持很小， 避免公共阻抗耦合
混合接地
地电流
Байду номын сангаас
安全接地
地环路电流
Rs ~ Vs
Rs ~ Vs
安全接地
•
3、越是没有本领的就越加自命不凡。 20.9.19 01:37:0 701:37 Sep-201 9-Sep-2 0
•
4、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的 错儿。 01:37:0 701:37: 0701:3 7Saturday, September 19, 2020