电磁兼容培训教材

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
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低频磁场对电缆的干扰
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
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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
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安全地
220V
0V
+++++
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信号地
定义：信号电流流回信号源的低阻抗路径
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LR C
ZP = (L)2/R
RDC
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并联谐振
FP1 = 1/2(LC)1/2
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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）
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地线阻抗一定保持很小， 避免公共阻抗耦合
VS
RC2 ZSG
RG
VG
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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
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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
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
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S/W
地线问题－地环路
I1 VN
I2
IG
地环路
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VG
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隔离变压器
VS
CP
RL
VG
C1
C2
蔽屏
1
杨继深 2000
VG
2
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VN
m
100k 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
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
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
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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
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？）
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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
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RS IS
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VIN = VOUT+ ISRS
点屏 ！蔽
层 只 能 接 2
光隔离器
发送
VS
光耦器件
Cp
接收 RL
VG
发送
VS
接收 RL
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VG
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共模扼流圈的作用
L
R1
Vs
IN1
M
IS
RL VS + VN
VN / VG
RL/（RS + RL）
IN2
R1
VG
= R1 / L
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f
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平衡电路对地环路干扰的抑制
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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
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线路板上的地线
噪声
模拟 数字
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长地线的阻抗
设备 Z0 = (L/C)1/2
LR C
源稳 压 电
火灾 报警器
源稳 压 电
火灾 报警器
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100M 42.6
54
7 1 .4
150M 63.9
81
107
d= 0.04cm 10cm 1m
13.3m 133m
14m 144m
90.3m 1.07
783m 10.6
3.86 53
7 .7
106
38.5 530
77
115
作高 用频 减时 小，
导 线 的 直 径
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金属条与导线的阻抗比较
混合接地
地电流
安全接地
地环路电流
Rs ~ Vs
Rs ~ Vs
安全接地
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放大器屏蔽壳的接地
C1S
C3S
C1S
C3S
C2S
C2S
等效电路
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屏蔽电缆的接地
E
~
H
V
~
0v
电场屏蔽
~
磁场屏蔽
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~
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高频低磁 波屏蔽
电场屏蔽的电缆接地
RS1 VS1 VS2
RS2
IN1 VG
IN2
RL1
IS
VL
RL2
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地线问题－公共阻抗耦合
电路1
地电流1 公共地阻抗
~
V
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电路2
地电流2
~
改进1 改进2
~
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单点接地对噪声的抑制
RS
RC1
RL
VS
RC2
VG
RG
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RS
RC1
RL
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导线的阻抗
频 率 d = 0.65cm d = 0.27cm d = 0.06cm Hz 10cm 1m 10cm 1m 10cm 1m
10H z 51.4 517 327 3.28m 5.29m 52.9m
1k
429 7.14 632 8.91m 5.34m 53.9m
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
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抑制磁场干扰的试验数据
100
(A)
100
(B)
每米18节
100
(C)
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1M 0
100
1M 27
1M 13
100
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(D) (E)
13
1M
28
1M
接地位置不当造成的干扰