电磁兼容PPT学习教案.pptx

会计学
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电磁兼容
图1中干扰回路和被干扰回路之间存在一个公共阻抗Zi，该公共阻抗上存在的电压为Ui＝ZiI1＋ZiI2。对被干扰回路而言， ZiI1是电磁骚扰电压,而ZiI2是对负载电压降的分压，由于RL2>>|Zi|，因此，一般情况下ZiI2对负载电压降的影响可以忽略不计，仅考虑I1所引起的电磁骚扰电压对负载的作用。
若不考虑被干扰回路的电流I2在接地公共阻抗Zi上的作用，即令U2＝0，则电路1中的电流I1在接地公共阻抗Zi上产生骚扰电压Ui，此电压降使被干扰回路的负载RL2受到骚扰，其骚扰电压为
地回路干扰
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可见被干扰回路的负载RL2受到的骚扰是电路1骚扰源U1的函数。
实例1：假设采用电缆槽作为接地面，将两个电路的地线均接到电缆槽上，接地点间的公共地阻抗Zi＝ Ω；电路1发送定时脉冲，电压信号源幅度为5 V，频率为100 kHz； 信号源的内阻为100 Ω；负载阻抗为10 Ω；被干扰回路的信号源内阻为100 Ω；负载端是内含传感器的显示装置，阻抗为100 Ω；显示器的灵敏度为1 mV。求被干扰回路的负载(显示装置)上可能受到的干扰电压值。
【解】根据公式(11-1)有
地回路干扰
(11-1)
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可见，干扰电压Un的值远远大于显示器的灵敏度1 mV，因此显示器不能正常工作。此例表明，在电子电路的设计和布局中，必须给予公共地阻抗足够的重视。
地电流与地电压的形成
电子设备一般采用具有一定面积的金属板作为接地面，由于各种原因在接地面上总有接地电流通过，而金属接地板两点之间总存在一定的阻抗，因而产生接地干扰电压。可见，接地电流的存在是产生接地干扰的根源。接地电流产生的原因主要有
(1)导电耦合引起接地电流：用电设备中采用两点接地或多点接地时形成接地回路，接地电流将流过接地回路，如图2所示
地回路干扰
图2 导电耦合的地电流回路
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(2)电容耦合形成接地电流：由于电路元件、器件、构件与接地面之间存在杂散电容(分布电容)，通过杂散电容可以形成接地回路，电路中的电流总会有部分电流泄漏到接地回路中，如图3所示。
(3)电磁耦合形成感应电流：当电路中的线圈靠近设备壳体时，壳体相当于只有一匝的二次线圈，它和一次线圈之间形成变压器耦合，机壳内因电磁感应将产生接地电流，而且不管线圈的位置如何，只要有变化磁通通过壳体，就会产生感应电流。
地回路干扰
图3 导电耦合的地电流回路
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(4)金属导体的天线效应形成地电流：辐射电磁场照射到金属导体时，由于金属导体的接收天线效应，使金属导体上产生感应电动势，如果金属体是箱体结构，那么由于电场作用，在平行的两个平面上将产生电位差，使箱体有接地电流流过，该金属箱体同回路连接时，就会形成有接地电流通过的电流回路。
当采用传输线连接的设备置于地面附近时，如图4所示，外界电磁场作用于传输线，使传输线上形成共模干扰电压源，进一步在公共地阻抗上形成干扰电压；或者，通过传输线与接地面形成的导电回路中的电磁场随着时间变化，也会在传输线上形成干扰。
地回路干扰
图4 电磁波在传输线上
形成共模干扰
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综上可知，接地公共阻抗、传输线或者金属机壳的天线效应等因素，使地回路中存在共模干扰电压，该共模干扰电压通过地回路作用到受害电路的输入端，形成地回路干扰。
地回路干扰
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电路的接地点选择
放大器与信号源的接地点选择
图5表示一个信号源与放大器连接的电路。如果信号源在A点接地，放大器在B点接地，则两接地点A、B之间存在地电位差UG。RC1和RC2为信号源与放大器连接导线的电阻。由图可见，此时加至放大器输入端的电压为UN＝US＋UG。
图5 放大器与信号源接地点的选择
为了剔除地电压的干扰，应采用一点接地。如果采用A点接地，而B点不接地，即放大器所用的电源不接地，此时需要使用差分放大器。通常比较方便的一点接地方式是选择B点接地，而A点不接地。
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图5中，导线电阻RC1和RC2一般很小，通常在1Ω以下，取RC1 ＝ RC2 ＝1Ω。两接地点A、B之间存在的地电阻RG更小，比如取RG＝。信号源的内阻RS一般为500Ω。设放大器的输入阻抗为10kΩ，图5所示电路的等效电路可用图6来表示。因为RC2<<RS＋RC1＋RL，由等效电路图6(b)可得C点到地的电压为
电路的接地点选择
图6 信号源连接放大器的接地干扰分析
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从而确定的放大器输入端的干扰电压为
则接地干扰电压对放大器输入端的干扰电压值为
实例2：设RC1＝RC2＝1Ω，RS＝500Ω，