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【48812】EMC理论基础知识——电磁打扰的耦合机理

来源:爱游戏平台app下载    发布时间:2024-06-22 10:27:16

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  传达或耦合,一般分为两大类:即传导打扰传达和辐射打扰传达。经过导体传达的

  经过以下的推导可知电压由分贝表明为(留意有一个条件为 R1=R2):

  一般用 dBuV 表明电压的巨细,dBuV 便是电压相关于 1uV 的值。

  关于辐射打扰一般用电磁场的巨细来衡量,其单位是 V/m。一般用的单位是dBuV/m。

  由两个回路经公共阻抗耦合而发生,搅扰量是电流 i,或改变的电流 di/dt。

  当两个电路的地电流流过一个公共阻抗时,就发生了公共阻抗耦合。咱们在放大器中,级与级之间的一种耦合方法是“阻容”耦合方法,这便是一种使用公共阻抗进行信号耦合的使用。在这里,上一级的输出与下一级的输入共用一个阻抗。

  因为地线便是信号的回流线,因而当两个电路共用一段地线时,互相也会彼此影响。一个电路的地电位会遭到另一个电路作业状况的影响,即一个电路的地电位受另一个电路的地电流的调制,另一个电路的信号就耦合进了前一个电路。

  关于两个共用电源的电路也存在这样的一个问题。处理的方法是对每个电路别离供电,或加解耦电路。

  在搅扰源与搅扰对称之间有着分布电容而发生,搅扰量是改变的电场,即改变的电压 du/dt。

  在搅扰源与搅扰对称之间有着互感而发生,搅扰量是改变的磁场,即改变的电流 di/dt。

  当信号沿传输线传达时,信号途径与回来途径之问将发生电场,围绕在信号途径和回来途径周围也有磁场。如图所示,基板资料为FR4的50微带线横截面上的电力线和磁力线,可见,这些场并不只是局限于微带线的正下方,而是会延伸到周围的空间。这些延伸出去的场称为边际场。

  依据电磁场基本理论,改变的电场发生感应电流,改变的磁场发生感应电压。那么,当一个网络(静态网络)的布线进入另一网络(动态网络)的边际场时,一旦动态网络上的信号电压和电流发生显着的改变,将会引起边际场的改变,边际场的改变又将在静态网络上感应出噪声电压或电流,这便是串扰发生的物理本源。

  这种两个网络之间经过场彼此作用被称做耦合,耦合又可大致分为容性耦合和理性耦合,而把耦合电容和耦合电感别离称做互容和互感。

  互容和互感都对串扰有贡献,但要区别对待。当回来途径是很宽的均匀平面时,如PCB上的布线,容性耦合和理性耦合大体相当。因而,要准确猜测耦合传输线的串扰,两种要素都一定要考虑。假如回来途径不是很宽的均匀平面,比方引线,尽管容性耦合和理性耦合也都存在,但串扰大多数来历于于互感。这时,假如动态网络上有一个快速改变的电流,如上升、下降沿,将会在静态网络上引起不行忽视的噪声。

  1)让两个电流回路或体系互相无关。信号彼此独立,防止电路的衔接,以防止构成电路性耦合。

  2)约束耦合阻抗,使耦合阻抗愈低愈好,当耦合阻抗趋于零时,称为电路去耦。为使耦合阻抗小,有必要使导线电阻和导线)电路去耦:即各个不同的电流回路之间仅在仅有的一点作电的衔接,在这一点就不行能流过电路性搅扰电流,所以到达电流回路间电路去耦的意图。

  4)阻隔:电平相差悬殊的相关体系(比方信号传输设备和大功率电气设备之间),常选用阻隔技能。

  3)两个体系的耦合部分的安置应使耦合电容尽量小。例如电线、电缆体系,则应使其间隔尽量大,导线短,防止平行走线)可对搅扰源的搅扰目标进行电气屏蔽,屏蔽的意图是堵截搅扰源的导体

  1) 搅扰源体系的电气参数应使电流改变的起伏和速率尽量小;扰体系应该具有高阻抗;

  2)削减两个体系的互感,为此让导线尽量短,间隔尽量大,防止平行走线,选用双线结构时应缩小电流回路所围成的面积;

  4)选用平衡办法,使搅扰磁场以及耦合的搅扰信号大部分彼此抵消。如使扰的导线环在搅扰场中的放置方法处于切开磁力线最小(环方向与磁力线平行),则耦合的搅扰信号最小;别的如将搅扰源导线平衡绞合,可将搅扰电流发生的磁场彼此抵消。

  a. 近场和远场搅扰经过空间传输实质上是搅扰源的电磁能量以场的方式向四周空间传达。场可分为近场和远场。近场又称感应场,远场又称辐射场。断定近场远场的原则是以离场源的间隔 r 也定的。

  在远场区电场和磁场方向笔直而且都和传达方向笔直称为平面波,电场和磁场的比值为固定值,为 Zo=120=377 欧。下图为波阻抗与间隔的联系。

  1) 辐射屏蔽:在搅扰源和搅扰目标之间刺进一金属屏蔽物,以阻挠搅扰的传达。2) 极化阻隔:搅扰源与搅扰目标在布局上采纳极化阻隔办法。即一个为笔直极化时,另一个为水平极化,以减小其间的耦合。

  3) 间隔阻隔:摆开搅扰源与扰目标之间的间隔,这是因为志在近场区,场量强度与间隔平方或立方成份额,当间隔增大时,场衰减很快。

  4) 吸收涂层法:扰目标有时可涂复一层吸收电磁波的资料,以减小搅扰。