《电磁兼容设计》0

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第二章 电磁骚扰源与耦合路径

5. 电磁骚扰的耦合途径

1. 传导耦合

   1. 传导是骚扰源与敏感设备之间的主要的骚扰耦合途径之一。传导骚扰可以通过电源线，信号线，互连线，接地导线等进行耦合。
   2. 解决传导耦合的办法是防止导线感应噪声，即采用适当的屏蔽和将导线分离；或者在骚扰进入敏感电路前，进行滤波，去除噪声。

2. 共阻抗耦合

   1. 当两个以上不同电路的电流流过公共阻抗的时候，就出现共阻抗耦合。在电源线和接地导线上的骚扰电流，都是通过共阻抗耦合进入敏感电路的。
   2. 共地阻抗耦合
   3. 共源阻抗耦合
   4. 串联阻抗耦合

3. 感应耦合

   1. 电感应耦合
   2. 磁感应耦合

第四章 地线设计

1. 接地的含义是为电路或者系统提供一个参考的等电位点或者面。
2. 在高频状况下，接地意味着为电流流回源提供一条低阻抗路径。

1. 接地系统

1. 悬浮地

   • 悬浮地是指设备的地线在电气上与参考地以及其他导体相对绝缘，即设备悬浮地。
   • 另一种情况是在有些电子产品中，为防止机箱上的骚扰电流直接耦合到信号电路，有意使信号地与机箱绝缘，即单元电路悬浮地。
   • 悬浮地不宜用于一般的电子设备

2. 单点接地

   • 单点接地是为许多接在一起的设备提供共同参考点的方法。

3. 多点接地

   • 只要连接公共参考点的任何导体的长度小于骚扰波长的几分之一，多点接地的效果都很好。
   • 多点接地可以避免单点接地的高频问题，在数字电路和高频打信号电路中必须使用多点接地。模块和电路通过许多短线（ < 0.1 λ ）连接起来，以减少地阻抗产生的共模电压。
   • 这种方式不适合敏感模拟电路。

4. 混合接地（单点接地 + 多点接地）

2. 地线阻抗

• 当地线在与地平面或机壳连接之前沿着地平面或者机壳走线时，它类似一条传输线。可以用 LCR 网络来描述 ===> 离散 LCR 网络。
• 随着频率的升高，电感的感抗不断增加并超过导线的电阻，电感阻抗一直增加到第一个并联谐振点。
• 趋肤效应：当导体中有交流电或者交变电磁场时，导体内部的电流分布不均匀，电流集中在导体的“皮肤”部分，也就是说电流集中在导体外表的薄层，越靠近导体表面，电流密度越大，导线内部实际上电流较小。结果使导体的电阻增加，使它的损耗功率也增加。这一现象称为趋肤效应(skin effect)。
• 地线的长度应该小于最小波长的 1 / 20

3. 接地要求

1. 安全接地

   • 金属机壳必须通过黄绿安全线接到配电系统的地。

2. 雷电接地

3. EMC 接地

   1. 屏蔽接地
   2. 滤波器参考地
   3. 噪声和骚扰控制
   4. 电路参考地

第五章 屏蔽设计

第六章 滤波设计

当骚扰频谱成分不同于有用新号的频带时，可以用滤波器将无用的骚扰滤除。

1. 滤波器的构造

1. 阻抗关系

2. 寄生电抗

   • 滤波器元件与其他元件一样，也是非理想的。
   • 电感线圈通常有寄生电容，电容引线有寄生电感。这使得滤波器的高频等效电路变得复杂，并且意味着使用分立元件的滤波器当频率超过 10MHz 时，将开始失去它的性能。

3. 元件放置

   • 滤波器使用中的两个错误是没有提供低阻抗接地和将输入，输出导线靠近。
   • 滤波器的接地点应该与设备的最低电感地相接，最好是机箱，并且远离 I/O 连线。
   • 滤波器的放置要求输入线，输出线尽量远离，以使耦合电容最小。

2. 滤波器元件

1. 三端电容器
   
   • 除了简单的电感型滤波器以外，任何低通滤波器都要使用旁路电容。理想的旁路电容的衰减具有随频率升高以每十倍频 20dB 的规律增加的特性。