第3章 干扰耦合机理综述
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地之间连接了一个幅度为In=jωC12U1的电流源。 (3-4)式是 描述两导体之间电容性耦合的最重要的公式, 它清楚地表明
了拾取(耦合)的电压依赖于相关参数。 假定骚扰源的电压
U1和工作频率f不能改变, 这样只留下两个减小电容性耦合 的参数C12和R。 减小耦合电容的方法是屏蔽导体、 分隔导 体(增加导体间的距离)。 若两导体之间距离加大, C12的实 际值会减少, 因此降低导体2上感应到的电压, 若两平行导体 间分隔距离为D, 且导体直径为d, 则
图 3-2 地面上两导线间电容性耦合模型
第3章 干扰耦合机理
在图3-2中, C12是导体1与导体2之间的杂散电容, C1G 是导体1与地之间的电容, C2G是导体2与地之间的电容, R
是导体2与地之间的电阻。
导体1是骚扰源， 其骚扰源电压为u1, 受害电路为电 路2。 任何直接跨接在骚扰两端的电容, 如图3-2中的C12 能够被忽略, 因为它不影响在导体2与地之间耦合的骚扰 电压UN。 根据图3-2(b)的等效电路, 导体2与地之间耦合 的骚扰电压UN能够表示为
电压UN。 当频率满足以下关系时:
1 R(C12 C2G )
(3-7)
(3-4)式就给出了是实际骚扰电压UN((3-3)式的值)的 2 倍 的骚扰电压值。 在几乎所有的实际情况中, 频率总是小于 (3-7)式所表示的频率, (3-4) 式表示的骚扰电压UN总是适合 的。
成了一个电容, 我们称这个电容是导线之间的寄生电容。 由 于这个电容的存在, 一个导线中的能量能够耦合到另一个导 线上。 这种耦合称为电容耦合或电场耦合。
图 3-1 电容性耦合模型
第3章 干扰耦合机理
1. 电容性耦合模型 图3-1(a)表示一对平行导线所构成两回路通过线 间的电容耦合, 其等效电路如图3-1(b)所示。 假设电 路1为骚扰源电路, 电路2为敏感电路, C为导线1与导
电磁干扰耦合模型 C： 电容耦合 L： 电感耦合 Z： 共阻抗耦合
NC：近场耦合 电容性耦合，电感性耦合 FR：远场辐射 导线对导线，天线对天线，场对导线
第3章 干扰耦合机理
电磁辐射的基本理论
电磁辐射 电磁散射（二次源，敏感体） 基本天线结构
环天线元
偶极天线元
缝隙天线
（等效为磁荷源）
与频率无关, 且在数值上大于(3-4)式表示的骚扰电压。
第3章 干扰耦合机理
图3-4给出了电容性耦合骚扰电压UN的频率响应。 它是
(3-6)式的骚扰电压UN与频率的关系曲线图。 正如前面已经 分析的那样, (3-6)式给出了最大的骚扰电压UN。 图3-4 也
说明, 实际的骚扰电压UN总是小于或等于(3-4)式给出的骚扰
第Baidu Nhomakorabea章 干扰耦合机理
第3章 干扰耦合机理
3.1 传导耦合 3.2 高频耦合 3.3 辐射耦合 习题
第3章 干扰耦合机理
电磁骚扰的耦合途径
传导耦合：在骚扰源与敏感设备之间存在有完 整的电路连接，电磁骚扰通过连接电路从骚 扰源传输电磁骚扰至敏感设备。
辐射耦合：电磁骚扰通过其周围的媒介以电磁 波的形式向外传播，骚扰电磁能且按电磁场 的规律向周围空间发射。
jC12 R UN U1 1 j R C12 C2G
(3-3)
第3章 干扰耦合机理
如果R为低阻抗, 即满足:
1 R j C12 C2G
那么, (3-3)式可化简为
U N jC12 RU1
(3-4)
第3章 干扰耦合机理
(3-4)式表明, 电容性耦合的骚扰作用相当于在导体2与
π 0 F C12 1 cosh D / d m
(3-5(a))
第3章 干扰耦合机理
当D/d＞3时, C12可简化为
π 0 F C12 ln 2D / d m
(3-5(b))
其中, ε0＝8.85×10－12F／m。 导体间的距离与电容性干 扰之间的关系如图3-3所示。 0 dB的参考点是取自导体 间的距离为导体直径的3倍, 而由图中可看出相隔距离超 过40倍的导体直径, 再增加隔开的距离也无法得到显著 的衰减量。
为
U2=jωCR2U1 (3-2)
(3-2)相关参量：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。
第3章 干扰耦合机理
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
3.1 传导耦合
传导耦合是干扰源与敏感设备之间的主
要骚扰耦合途径之一。
传导骚扰可以通过电源线、 信号线、
互连线、 接地导体等进行耦合。 传导耦合包括通过导体间的电容及互感 而形成的干扰耦合。
第3章 干扰耦合机理 3.1.1 电容性耦合
由于电容实际是由两个导体构成的, 因此两根导线就构
传导耦合(+) 辐射耦合
例如 传输线的辐射/辐射源的传输线响应
第3章 干扰耦合机理
电磁骚扰的耦合途径分类
公共地阻抗耦合 电阻性耦合 公共电源内阻耦合 传导耦合 电容性耦合 电感性耦合 干扰信号 导线对导线 辐射耦合 天线对天线 场对导线
第3章 干扰耦合机理
图 3-3 导体间的间隔对电容性干扰耦合的影响
第3章 干扰耦合机理
如果R为高阻抗, 即满足:
R
那么, (3-3)式可简化为
1 j C12 C2G
C12 UN U1 C12 C2G
(3-6)
(3-6)式表明, 在导体2与地之间产生的电容性耦合骚扰电压
线2间的分布电容, 由等效电路可计算出在回路2上的
感应电压为
R2 jCR2 U2 U1 U1 R2 Xc 1 jCR2
(3-1)
第3章 干扰耦合机理
式中,
RG2 RL2 R2 , RG2 RL2
1 XC jC
当耦合电容比较小时, 即ωCR2<<1时, (3-1)式可以简化
了拾取(耦合)的电压依赖于相关参数。 假定骚扰源的电压
U1和工作频率f不能改变, 这样只留下两个减小电容性耦合 的参数C12和R。 减小耦合电容的方法是屏蔽导体、 分隔导 体(增加导体间的距离)。 若两导体之间距离加大, C12的实 际值会减少, 因此降低导体2上感应到的电压, 若两平行导体 间分隔距离为D, 且导体直径为d, 则
图 3-2 地面上两导线间电容性耦合模型
第3章 干扰耦合机理
在图3-2中, C12是导体1与导体2之间的杂散电容, C1G 是导体1与地之间的电容, C2G是导体2与地之间的电容, R
是导体2与地之间的电阻。
导体1是骚扰源， 其骚扰源电压为u1, 受害电路为电 路2。 任何直接跨接在骚扰两端的电容, 如图3-2中的C12 能够被忽略, 因为它不影响在导体2与地之间耦合的骚扰 电压UN。 根据图3-2(b)的等效电路, 导体2与地之间耦合 的骚扰电压UN能够表示为
电压UN。 当频率满足以下关系时:
1 R(C12 C2G )
(3-7)
(3-4)式就给出了是实际骚扰电压UN((3-3)式的值)的 2 倍 的骚扰电压值。 在几乎所有的实际情况中, 频率总是小于 (3-7)式所表示的频率, (3-4) 式表示的骚扰电压UN总是适合 的。
成了一个电容, 我们称这个电容是导线之间的寄生电容。 由 于这个电容的存在, 一个导线中的能量能够耦合到另一个导 线上。 这种耦合称为电容耦合或电场耦合。
图 3-1 电容性耦合模型
第3章 干扰耦合机理
1. 电容性耦合模型 图3-1(a)表示一对平行导线所构成两回路通过线 间的电容耦合, 其等效电路如图3-1(b)所示。 假设电 路1为骚扰源电路, 电路2为敏感电路, C为导线1与导
电磁干扰耦合模型 C： 电容耦合 L： 电感耦合 Z： 共阻抗耦合
NC：近场耦合 电容性耦合，电感性耦合 FR：远场辐射 导线对导线，天线对天线，场对导线
第3章 干扰耦合机理
电磁辐射的基本理论
电磁辐射 电磁散射（二次源，敏感体） 基本天线结构
环天线元
偶极天线元
缝隙天线
（等效为磁荷源）
与频率无关, 且在数值上大于(3-4)式表示的骚扰电压。
第3章 干扰耦合机理
图3-4给出了电容性耦合骚扰电压UN的频率响应。 它是
(3-6)式的骚扰电压UN与频率的关系曲线图。 正如前面已经 分析的那样, (3-6)式给出了最大的骚扰电压UN。 图3-4 也
说明, 实际的骚扰电压UN总是小于或等于(3-4)式给出的骚扰
第Baidu Nhomakorabea章 干扰耦合机理
第3章 干扰耦合机理
3.1 传导耦合 3.2 高频耦合 3.3 辐射耦合 习题
第3章 干扰耦合机理
电磁骚扰的耦合途径
传导耦合：在骚扰源与敏感设备之间存在有完 整的电路连接，电磁骚扰通过连接电路从骚 扰源传输电磁骚扰至敏感设备。
辐射耦合：电磁骚扰通过其周围的媒介以电磁 波的形式向外传播，骚扰电磁能且按电磁场 的规律向周围空间发射。
jC12 R UN U1 1 j R C12 C2G
(3-3)
第3章 干扰耦合机理
如果R为低阻抗, 即满足:
1 R j C12 C2G
那么, (3-3)式可化简为
U N jC12 RU1
(3-4)
第3章 干扰耦合机理
(3-4)式表明, 电容性耦合的骚扰作用相当于在导体2与
π 0 F C12 1 cosh D / d m
(3-5(a))
第3章 干扰耦合机理
当D/d＞3时, C12可简化为
π 0 F C12 ln 2D / d m
(3-5(b))
其中, ε0＝8.85×10－12F／m。 导体间的距离与电容性干 扰之间的关系如图3-3所示。 0 dB的参考点是取自导体 间的距离为导体直径的3倍, 而由图中可看出相隔距离超 过40倍的导体直径, 再增加隔开的距离也无法得到显著 的衰减量。
为
U2=jωCR2U1 (3-2)
(3-2)相关参量：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。
第3章 干扰耦合机理
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
3.1 传导耦合
传导耦合是干扰源与敏感设备之间的主
要骚扰耦合途径之一。
传导骚扰可以通过电源线、 信号线、
互连线、 接地导体等进行耦合。 传导耦合包括通过导体间的电容及互感 而形成的干扰耦合。
第3章 干扰耦合机理 3.1.1 电容性耦合
由于电容实际是由两个导体构成的, 因此两根导线就构
传导耦合(+) 辐射耦合
例如 传输线的辐射/辐射源的传输线响应
第3章 干扰耦合机理
电磁骚扰的耦合途径分类
公共地阻抗耦合 电阻性耦合 公共电源内阻耦合 传导耦合 电容性耦合 电感性耦合 干扰信号 导线对导线 辐射耦合 天线对天线 场对导线
第3章 干扰耦合机理
图 3-3 导体间的间隔对电容性干扰耦合的影响
第3章 干扰耦合机理
如果R为高阻抗, 即满足:
R
那么, (3-3)式可简化为
1 j C12 C2G
C12 UN U1 C12 C2G
(3-6)
(3-6)式表明, 在导体2与地之间产生的电容性耦合骚扰电压
线2间的分布电容, 由等效电路可计算出在回路2上的
感应电压为
R2 jCR2 U2 U1 U1 R2 Xc 1 jCR2
(3-1)
第3章 干扰耦合机理
式中,
RG2 RL2 R2 , RG2 RL2
1 XC jC
当耦合电容比较小时, 即ωCR2<<1时, (3-1)式可以简化