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電磁兼容(EMC)基礎(chǔ)知識(shí)

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2014-10-15     來源:[標(biāo)簽:出處]     作者:[標(biāo)簽:作者]     瀏覽次數(shù):90
核心提示:

  電磁兼容性問題一般都包含兩個(gè)因素,騷擾發(fā)射源和對(duì)這個(gè)騷擾敏感的受害者。如果騷擾源和受害者在同一設(shè)備單元內(nèi),稱“系統(tǒng)內(nèi)”電磁兼容性問題;如果是兩個(gè)不同的設(shè)備,則稱為“系統(tǒng)間”問題。大部分電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)都是針對(duì)系統(tǒng)間電磁兼容的。同一設(shè)備在一種情況下是干擾源,而在另一種情況下或許是受害者。

  干擾源和受害者在一起時(shí),就有從一方到另一方的潛在干擾路徑。遵守已出版的發(fā)射和敏感度標(biāo)準(zhǔn)并不能保證解決系統(tǒng)的電磁兼容性問題。標(biāo)準(zhǔn)的編寫是從保護(hù)特殊服務(wù)的觀點(diǎn)出發(fā)的,并要求干擾源和受害者之間有最小的隔離。

  許多電子硬件包含著具有天線能力的元件,這些元件可以以電場、磁場或電磁場方式傳輸能量并耦合到線路中。在實(shí)際中,系統(tǒng)內(nèi)部耦合和設(shè)備間的外部耦合,可以通過屏蔽、電纜布局以及距離控制得到改善。地線面或屏蔽面既可以因反射而增大干擾信號(hào),也可以因吸收而衰減干擾信號(hào)。電纜之間的耦合既可以是電容性的,也可以是電感性的,這取決于其走向、長度和相互距離。絕緣材料也可以因吸收而減小場強(qiáng)。

  公共阻抗耦合

  公共阻抗耦合是由于干擾源與受害者共用一個(gè)線路阻抗而產(chǎn)生的。最明顯的公共阻抗是阻抗實(shí)際存在的場合,公共阻抗也可以是由兩個(gè)電流回路之間的互感耦合,或者由于兩個(gè)電壓節(jié)點(diǎn)之間的電容耦合產(chǎn)生的。理論上,每個(gè)節(jié)點(diǎn)和每個(gè)回路通過空間都能耦合到另一節(jié)點(diǎn)和回路。實(shí)際上耦合程度隨距離增大而急劇下降。

  1、導(dǎo)電連接

  當(dāng)騷擾源與受害者共用一個(gè)地時(shí),公共阻抗僅僅是由一段導(dǎo)線或印制板走線產(chǎn)生的。因?yàn)閷?dǎo)線的阻抗呈感性,因此輸出中的高頻或高di/dt分量將更容易耦合。當(dāng)輸出和輸人在同一系統(tǒng)時(shí),公共阻抗構(gòu)成反饋通路,這可能導(dǎo)致振蕩。

  分別連接兩個(gè)電路,在兩個(gè)電路之間沒有公共通路,也就沒有公共阻抗。這個(gè)方法的代價(jià)是多用一根導(dǎo)線。這個(gè)方法可用于任何包含公共阻抗的電路,例如電源匯流條連接。大地是公認(rèn)的最常見的公用阻抗因素。

  2、磁場感應(yīng)

  導(dǎo)體中流動(dòng)的交流電流會(huì)產(chǎn)生磁場,這個(gè)磁場將與相臨的導(dǎo)體耦合,在其上感應(yīng)出電壓。通?拷亩虒(dǎo)線之間的互感在0.1 ~ 0.3(H)之間。磁場耦合的等效電路相當(dāng)于電壓源串接在受害者的電路中。值得注意是兩個(gè)電路之間有無直接連接對(duì)耦合沒有影響,無論兩個(gè)電路對(duì)地是隔離還是連接的,感應(yīng)電壓都是相同的。

  3、電場感應(yīng)

  導(dǎo)體上的交流電壓產(chǎn)生電場,這個(gè)電場與臨近的導(dǎo)體耦合,并在其上感應(yīng)出電壓,兩個(gè)電路都必須連接參考地,這樣耦合路徑才能完整。但是如果有一個(gè)電路未接地,并不意味著沒有耦合通路。未接地的電路與地之間存在雜散電容,這個(gè)電容與直接耦合電容串聯(lián)。另外,即使沒有任何地線,低電壓端之間也存在寄生電容。

  4、負(fù)載電阻的影響

  需要注意的是,磁場和電場耦合的等效電路之間的差異決定了電路負(fù)載電阻的變化引起的結(jié)果是不同的。電場耦合隨RL增加而增大,而磁場耦合隨RL增加而減小。這個(gè)性質(zhì)可以用于診斷:比如你在觀察耦合電壓時(shí),改變RL,你能夠推斷哪一種耦合模式起主導(dǎo)作用。同樣道理,磁場耦合對(duì)低阻抗電路的影響更大,而電場耦合對(duì)高阻抗電路影響更大。

  5、空間間隔

  互電容和互感都受干擾源和受害導(dǎo)體之間的物理距離的影響。自由空間中兩平行導(dǎo)線之間的距離對(duì)其互電容的影響,以及對(duì)地平面上兩導(dǎo)體的互感的影響。

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