第6章 电磁兼容课件-电缆.ppt

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电缆的EMC设计
研究生学位课-电磁兼容(6)
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主要内容
电磁场在电缆线上的感应噪声
电缆之间的串扰
电缆的辐射干扰
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处于电磁场中的电缆
S
h
差模电流
共模电流
所有的电磁兼容标准中均规定了电缆的传导敏感性试验
实际是空间电磁场对电缆干扰性的试验
电磁场对电缆的影响分为:在信号回路中的差模干扰电
流,在电缆与大地回路间的共模干扰电流
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差模电压和共模电压
差模电压
电场产生电压的原理是导线处于不同的电位点,而磁场是通过回路中的磁通时变。电缆中信号线和回线间距极小,线间电压和磁感应电压几乎为零。因此,差模干扰电压无需考虑。
电路的干扰主要来自差模电压和电流,而差模感应电压又很小,差模干扰电压是在电路不平衡时,共模电压转换到差模干扰电压的结果
S
h
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电磁场在电缆上的感应电压
10kHz 100kHz 1MHz 10MHz 100MHz 1GHz 10GHz
0
-10
-20
-30
-40
-50
1
2
3
A
B
C
D
E
h =
L: A = 100m
B = 30m
C = 10m
D = 3m
E = 1m
与 L、h 无关
dBV
1V/m场强产生的电压
随频率增加,感应电压增大,线越长,感应越大
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平衡电路的抗干扰特性
电磁场
V1
V2
I1
I2
VD
平衡性好坏用共模抑制比表示:
CMRR = 20lg ( VC / VD )
VC
高频时,由于寄生参数的影响,平衡性会降低
如果电路的共模抑制比为60dB,则1000V的共模电压在电路的输入端只能产生1V的差模电压。该电路的抗雷电等产生的共模干扰的性能很好。
CMRR
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提高共模干扰抑制比的方法
平衡电路
屏蔽电缆
CMRR
f
共模扼流圈
平衡电路
CMRR
共模抑制比的高频率性好
屏蔽电缆频率特性
共模扼流圈
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屏蔽静(低频)电场
0V
电缆长度< /20,单点接地
(输出端接地)
电缆长度> /20,多点接地
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回路面积A
VN
VN = ( d / dt ) = A ( dB / dt )
磁通
感应电压
当面积一定时
磁场对电缆的干扰
由于外界干扰场的频率和强度是
不受控的,应尽量减小回路的面积。
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~
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
~
减小感应回路的面积
两个相邻的回路上感应出的电流具有相反的方向,因此相互抵销。双绞线的绞节越密,则效果越明显。