電磁干擾與其特性-20120508修改

電磁干擾與其特性-20120508修改第一頁，共103頁。一電磁干擾源

1、自然干擾源：雷電放電、局部自然干擾源、天電噪聲源、熱噪聲2、人為干擾源：電力線干擾源、旋轉(zhuǎn)機(jī)械干擾源、點火系統(tǒng)干擾源、功能干擾源3、大氣中的無線電噪聲：來源于全世界的風(fēng)暴，它主要的變量是地理位置、無線電頻率、一天的時間和季節(jié)；4、大氣中的無線電噪聲：來源于全世界的風(fēng)暴，它主要的變量是地理位置、無線電頻率、一天的時間和季節(jié)；第2章電磁干擾源性質(zhì)與傳輸（一）電磁干擾源第二頁，共103頁。（二）電磁環(huán)境和人為輻射源

1、人為輻射源的數(shù)學(xué)模式（1）單個的技術(shù)裝置輻射源專門為輻射電磁能的裝置輻射電磁能是其副作用的裝置（2）城市輻射源：N=zM發(fā)射源數(shù)N,城市人口M，比例系數(shù)z是每人占有的發(fā)射源數(shù)在相當(dāng)遠(yuǎn)的距離時，城市則類似于一個同樣功率的點能源。將能流分成三種基本模式：1）類似線性波導(dǎo)的傳播模式AHo=(1/2)PHo——功率通量密度2）類似表面波導(dǎo)的傳播模式BHo=P/(2*Pi*r)3）自由空間的傳播模式CHo=P/(4*Pi*r*r)A線性模式：人口及輻射源是沿一直線而對稱分布的B平面模式：人口和輻射源的分布是在平面上對稱的C三維模式：假設(shè)人口和輻射源是對稱立體分布的第2章電磁干擾源性質(zhì)與傳輸?shù)谌摚?03頁。（二）電磁環(huán)境和人為輻射源城市輻射源的上述研究得出結(jié)論：各最近的輻射源會產(chǎn)生最大的影響在城市中心的功率密度即使該城市是無窮大時也是有限的如果指定觀測點距離城市很遠(yuǎn)，則此給定點的功率密度與城市人口成正比可用一個范圍有限的作用區(qū)域來代替一個給定的城市2、人工接收機(jī)一類專門制造來對所輻射的電磁能起反應(yīng)的一類并不是有意制造對所輻射的電磁能起反應(yīng)的第2章電磁干擾源性質(zhì)與傳輸?shù)谒捻?，?03頁。二電磁干擾波傳播或耦合1、傳導(dǎo)干擾波傳播通過導(dǎo)體傳播的電磁干擾2、輻射干擾波傳播通過空間傳播的電磁干擾（其耦合形式有近場感應(yīng)耦合、遠(yuǎn)場輻射耦合）3、復(fù)合干擾：輻射和傳導(dǎo)干擾同時存在第2章電磁干擾源性質(zhì)與傳輸?shù)谖屙摚?03頁。傳導(dǎo)干擾輻射干擾電耦合磁耦合電磁耦合近場感應(yīng)耦合遠(yuǎn)場輻射電磁干擾傳播磁感應(yīng)電感應(yīng)干擾源敏感設(shè)備導(dǎo)體傳導(dǎo)干擾輻射干擾空間第2章電磁干擾源性質(zhì)與傳輸?shù)诹?，?03頁。產(chǎn)生電磁輻射現(xiàn)象，導(dǎo)致電磁干擾的原因當(dāng)電壓或電流發(fā)生迅速變化時，就會產(chǎn)生電磁輻射現(xiàn)象，導(dǎo)致電磁干擾。因此，最近電磁干擾問題日益突出的主要原因之一就是脈沖電路（數(shù)字電路、脈沖電源）的大量應(yīng)用。凡是存在這種電壓或電流突然變化的地方，都要考慮電磁干擾問題。第七頁，共103頁。三耦合通道和敏感體第2章電磁干擾源性質(zhì)與傳輸1、耦合通道耦合通道是把電磁干擾從干擾源傳輸?shù)矫舾畜w的各種途徑。基本形式：傳導(dǎo)耦合通道、輻射耦合通道①傳導(dǎo)耦合通道指通過金屬導(dǎo)體、電阻、電容器、電感線圈及導(dǎo)線之間的分布參數(shù)傳輸干擾的通路。電路性耦合、電感性耦合、電容性耦合②輻射耦合指以電磁場和波的形式通過空間傳輸電磁干擾的途徑系統(tǒng)間的輻射耦合——遠(yuǎn)場耦合系統(tǒng)內(nèi)的輻射耦合——近場耦合耦合通路中三種模式：電路的非線性作用互調(diào)制、交叉調(diào)制、直接混頻調(diào)制第八頁，共103頁。（一）傳導(dǎo)干擾的一般性質(zhì)1、頻譜電信號在低頻時按集中參數(shù)電路處理（及電路分析基礎(chǔ)提出的電路模型），在高頻時按分布參數(shù)電路處理（及微波理論提出的電路模型）。傳導(dǎo)干擾頻譜分為：窄帶干擾、寬帶干擾窄帶干擾：帶寬只有幾十赫茲到幾百赫茲。寬帶干擾：帶寬分布在幾十到幾百赫茲甚至更寬的頻帶范圍。傳導(dǎo)干擾的一般性質(zhì)有頻譜、幅度、波形、出現(xiàn)率。第2章電磁干擾源性質(zhì)與傳輸?shù)诰彭?，?03頁。分貝(dB)的概念分貝的定義：分貝數(shù)＝10lgP2P1P1、P2是兩個功率數(shù)值，對于電流或電壓，定義如下：電壓增益的分貝數(shù)＝20lgV2V1電流增益的分貝數(shù)＝20lgI2I2第十頁，共103頁。用分貝表示的物理量電壓：用1V、1mV、1V為參考（例如：1V=0dBV）則單位為：dBV、dBmV、dBV等，電流：用1A、1mA、1A為參考，則：dBA、dBmA、dBA場強(qiáng)：用1V/m、1V/m為參考，則：dBV/m、dBV/m等，功率：用1W、1mW為參考，則：dBW、dBm等，第十一頁，共103頁。頻域分析時域波形頻譜分量付立葉級數(shù)(周期)付立葉變換(非周期)EMC分析更多是在頻域中進(jìn)行，并且不考慮相位因素。示波器觀察頻譜分析儀觀察第十二頁，共103頁。由于EMC的標(biāo)準(zhǔn)都是在頻域中規(guī)定的，因此我們必須能夠在頻域中對干擾進(jìn)行分析。付氏變換就是這樣一種工具。對于非周期性的信號，用付氏變換將信號從時域變換到頻域。得到的頻域波形稱為頻譜。對于非周期信號，頻譜是連續(xù)的。對于周期性信號，用付氏級數(shù)進(jìn)行變換。這時的頻譜是離散的。即只在有限的頻率點上有能量。由于周期信號有限的能量分布在有限的頻率上，因此周期信號的能量更集中，所以干擾作用更強(qiáng)。頻譜分析儀可以對干擾信號的頻譜進(jìn)行測量。第十三頁，共103頁。頻譜分析儀幅度頻率掃描速率（時間）分辨帶寬頻率范圍第十四頁，共103頁。頻譜分析儀是做電磁兼容診斷、測量的重要工具。頻譜分析儀能夠快速地在較寬的頻率范圍內(nèi)掃描，因此是診斷電磁干擾發(fā)射的方便工具。使用頻譜分析儀時需要注意的問題：頻譜分析儀不能觀測瞬間干擾，如靜電放電、雷電等；頻譜分析儀的掃描時間不能設(shè)置得太短，即不能使掃描速度太快；從頻譜分析儀屏幕上讀取頻率與幅度數(shù)據(jù)時，其精度與頻譜儀的掃描范圍有關(guān)，范圍越窄，精度越高；當(dāng)輸入信號過大時，頻譜分析儀會發(fā)生過載，使讀取的幅度數(shù)據(jù)比實際的小，用輸入衰減器可以避免過載；減小頻譜儀的中頻帶寬可以提高儀器的靈敏度（和選擇性），但掃描時間會更長；第十五頁，共103頁。寬帶信號的幅度會隨著中頻分辨帶寬的增加而增加；電磁干擾(EMI)接收機(jī)也是測量電磁干擾的設(shè)備，它與頻譜儀之間的區(qū)別如下：所有的接收機(jī)都標(biāo)準(zhǔn)配置預(yù)選器（頻譜儀需要選配），能夠有效地抑制帶外噪聲；所有的接收機(jī)用基頻混頻方式（頻譜儀使用基頻和諧頻混頻），具有較高的靈敏度；接收機(jī)的中頻濾波器為矩形（頻譜儀的中頻濾波器為高斯形），具有更好的選擇性；接收機(jī)適合于正式測量，不適合于診斷。第十六頁，共103頁。第十七頁，共103頁。（一）傳導(dǎo)干擾的一般性質(zhì)2、幅度（規(guī)定帶寬條件下的發(fā)射電平）干擾幅度可表現(xiàn)為多種形式：1）不同型號的幅度分布（概率，他是確定的幅度值出現(xiàn)次數(shù)的百分率）2）可用“正弦”或“隨機(jī)”的概念來說明干擾性質(zhì)3）典型干擾是熱噪聲和沖擊噪聲傳導(dǎo)干擾的一般性質(zhì)有頻譜、幅度、波形、出現(xiàn)率。第2章電磁干擾源性質(zhì)與傳輸?shù)谑隧?，?03頁。熱噪聲用x表示噪聲電壓或電流，它具有高斯分布的幅度概率，這類噪聲的電壓或電流的峰值或平均值都正比于檢測設(shè)備的帶寬B；如果不受帶寬限制的熱噪聲稱為白噪聲（見“隨機(jī)過程”）第2章電磁干擾源性質(zhì)與傳輸?shù)谑彭?，?03頁。沖擊噪聲沖擊噪聲的電流或電壓峰值正比于頻帶B，而其平均值則與頻帶無關(guān)。主要由內(nèi)燃機(jī)點火系統(tǒng)；電源線放電、充氣管放電產(chǎn)生的火花。第2章電磁干擾源性質(zhì)與傳輸?shù)诙?，?03頁。（一）傳導(dǎo)干擾的一般性質(zhì)3、波形由于波形是決定帶寬的重要因素，設(shè)計者要很好地控制波形。上升斜率越陡，所占的帶寬就越寬。通常脈沖下的面積決定了頻譜中的低頻含量，而其高頻成分與脈沖沿的陡度有關(guān)。在所有脈沖中，高斯脈沖的占有帶寬最窄。傳導(dǎo)干擾的一般性質(zhì)有頻譜、幅度、波形、出現(xiàn)率。第2章電磁干擾源性質(zhì)與傳輸?shù)诙豁?，?03頁。（一）傳導(dǎo)干擾的一般性質(zhì)周期矩形脈沖的頻譜（公式）第2章電磁干擾源性質(zhì)與傳輸周期矩形脈沖信號的頻譜第二十二頁，共103頁。不同τ值時周期矩形信號的頻譜(a)τ=T/5;(b)τ=T/10第2章電磁干擾源性質(zhì)與傳輸?shù)诙摚?03頁。第2章電磁干擾源性質(zhì)與傳輸?shù)诙捻摚?03頁。4、出現(xiàn)率干擾信號在時間軸上出現(xiàn)的規(guī)律稱為出現(xiàn)率。按出現(xiàn)率把電函數(shù)分為周期性、非周期性和隨機(jī)的三種類型。傳導(dǎo)干擾的一般性質(zhì)有頻譜、幅度、波形、出現(xiàn)率。第2章電磁干擾源性質(zhì)與傳輸（一）傳導(dǎo)干擾的一般性質(zhì)第二十五頁，共103頁。（二）傳導(dǎo)干擾的實例第2章電磁干擾源性質(zhì)與傳輸?shù)诙摚?03頁。1、ESD現(xiàn)象靜電放電靜電放電電源端口信號端口靜電放電ESD就是累計的靜電荷泄放給具有較低對地電阻的另一物體，是一種自然現(xiàn)象，這種放點將產(chǎn)生電磁干擾。第二十七頁，共103頁。傳導(dǎo)干擾的實例1第2章電磁干擾源性質(zhì)與傳輸C3、C4表明人體與物體沒有直接直流電連接，當(dāng)手指接觸物體時，其間的空隙產(chǎn)生強(qiáng)電場，強(qiáng)電場產(chǎn)生電弧，當(dāng)電弧發(fā)生時，被C3旁路的而呈現(xiàn)在放點通路的是LS、RS；R1+R21KΩ～30KΩL1+L20.7μHC1+C2150PF第二十八頁，共103頁。物體中電荷累積和靜電勢的建立就是存儲能量W：物體中靜電形式的能量（J）C：物體電容（F）V：電壓（V）可達(dá)20～40KV靜電放電時人體能安全承受的電壓上限是35KV！第二十九頁，共103頁。產(chǎn)生電磁干擾的條件突然變化的電壓或電流，即dV/dt或dI/dt很大輻射天線或傳導(dǎo)導(dǎo)體設(shè)計中，遇到電壓、電流的突然變化，需要考慮潛在的電磁干擾問題第三十頁，共103頁。地線和電源線上的噪聲Q1Q2Q3Q4R4R2R3R1VCC被驅(qū)動電路ICCI驅(qū)動I充電I放電IgVg傳導(dǎo)干擾的實例2第三十一頁，共103頁。電源線上的噪聲：圖中是一個典型的門電路輸出級（圖騰柱輸出），當(dāng)輸出為高時，Q3導(dǎo)通，Q4截止，相反，當(dāng)輸出為低時，Q3截止，Q4導(dǎo)通，這兩種狀態(tài)都在電源與地之間形成了高阻抗，限制了電源的電流。但是，當(dāng)狀態(tài)發(fā)生變化時，會有一段時間Q3和Q4同時導(dǎo)通，這時在電源和地之間形成了短暫的低阻抗，產(chǎn)生30－100毫安的尖峰電流。當(dāng)門輸出從低變?yōu)楦邥r，電源不僅要提供這個短路電流，還要提供給寄生電容充電的電流，使這個電流的峰值更大。由于電源線總是有不同程度的電感，因此當(dāng)發(fā)生電流突變時，會產(chǎn)生感應(yīng)電壓。這就是在電源線上觀察到的噪聲。由于電源線阻抗的存在，也會造成電壓的暫時跌落。第三十二頁，共103頁。除此之外還有地線上的噪聲：在當(dāng)電源線上產(chǎn)生上述尖峰電流的同時，地線上必然也流過這個電流，特別是當(dāng)輸出從高變?yōu)榈蜁r，寄生電容要放電，地線上的峰值電流更大（這與電源線上的情況正好相反，電源線上的峰值電流在輸出從低變?yōu)楦邥r更大）。由于地線總是有不同程度的電感，因此會感應(yīng)出電壓。這就是地線噪聲。地線和電源線上的噪聲電壓不僅會造成電路工作不正常，而且會產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁輻射。第三十三頁，共103頁。傳導(dǎo)干擾的實例3第2章電磁干擾源性質(zhì)與傳輸?shù)谌捻?，?03頁。地線干擾對電路的影響1324寄生電容第三十五頁，共103頁。

當(dāng)門1的輸出從高變?yōu)榈蜁r，會發(fā)生以下過程：寄生電容通過門1放電，很大的地電流流過地線阻抗，在門2的地線上形成地線電壓，由于門2輸出低電平，這個電壓直接反應(yīng)到門2的輸出端，成為門4的輸入信號。當(dāng)幅度超過門4的噪聲門限時，導(dǎo)致門4誤動作。地線上的這些干擾不僅會引起電路的誤操作，還會造成傳導(dǎo)和輻射發(fā)射。為了減小這些干擾，應(yīng)盡量減小地線的阻抗。注意：對于數(shù)字電路，地線阻抗決不是地線電阻。例如，寬0.5mm的印制線，每英寸電阻為12m，電感是15nH，對于160MHz的信號，其阻抗為9.24，遠(yuǎn)大于直流電阻。因此對于數(shù)字電路，減小地線電感是十分重要的。第三十六頁，共103頁。傳導(dǎo)干擾的實例3及解決方案第2章電磁干擾源性質(zhì)與傳輸?shù)谌唔摚?03頁。（三）傳導(dǎo)干擾的實例：解決方案第2章電磁干擾源性質(zhì)與傳輸?shù)谌隧摚?03頁。（三）傳導(dǎo)干擾傳輸線路的性質(zhì)①窄脈沖必須考慮由線路阻抗而產(chǎn)生的電壓下降以及線路間的寄生電路而使波形變鈍等現(xiàn)象。②寬脈沖除考慮窄脈沖出現(xiàn)的問題以外，還必須考慮傳輸時間滯后，以及線路反射等問題。當(dāng)脈沖寬度遠(yuǎn)小于線路內(nèi)的傳輸時間，才能作為低頻處理。1、低頻域傳輸線路定義：低頻域是指傳輸線路的幾何長度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于工作波長對一般模擬電路來說，它可作為集中參數(shù)來處理。對數(shù)字電路，將傳輸脈沖按其寬度分為窄脈沖和寬脈沖。第2章電磁干擾源性質(zhì)與傳輸總結(jié)1：集總參數(shù)電路，頻率低，波長長，電路尺寸與波長相比很小，甚至小到可以視為一點，電場與磁場可以近似看作只隨時間變化，不隨導(dǎo)線長度變化，并且頻率低，線的阻抗和導(dǎo)納的作用可以忽略不計，因此導(dǎo)線上的各點的電位相同。這樣，整個電路的電能近集中在電容器里，磁能集中在電感線圈里，損耗集中在電阻上。（參考《微波原理》）總結(jié)2：分布參數(shù)電路因為頻率高，波長短，一般電路尺寸與電磁波的波長可以比擬，電磁場不僅隨時間變化，而且同時隨空間位置變化，電磁波在電路傳播的滯后效應(yīng)顯著，同時頻率高，傳輸線上的電感、電阻和線間電容、電導(dǎo)都不能忽略，線上各點電位不同，處處有儲能和損耗。第三十九頁，共103頁。傳導(dǎo)干擾主要靠傳輸線路的電流和電壓起作用：傳輸線路在不同頻率下表現(xiàn)的性質(zhì)不同，其處理方法也有所差異1、低頻域傳輸線路低頻域是指傳輸線路的電小尺寸小于λ/10，可以按照集總參數(shù)電路來處理，具有頻率低，波長長，電路尺寸與波長相比很小，甚至小到可以視為一點的特性，電場與磁場可以近似看作只隨時間變化，不隨導(dǎo)線長度變化，并且頻率低，線的阻抗和導(dǎo)納的作用可以忽略不計，因此導(dǎo)線上的各點的電位相同。這樣，整個電路的電能近集中在電容器里，磁能集中在電感線圈里，損耗集中在電阻上。（三）傳導(dǎo)干擾傳輸線路的性質(zhì)第2章電磁干擾源性質(zhì)與傳輸1、低頻域傳輸線路定義：低頻域是指傳輸線路的幾何長度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于工作波長對一般模擬電路來說，它可作為集中參數(shù)來處理。對數(shù)字電路，將傳輸脈沖按其寬度分為窄脈沖和寬脈沖。①窄脈沖必須考慮由線路阻抗而產(chǎn)生的電壓下降以及線路間的寄生電路而使波形變鈍等現(xiàn)象。②寬脈沖除考慮窄脈沖出現(xiàn)的問題以外，還必須考慮傳輸時間滯后，以及線路反射等問題。當(dāng)脈沖寬度遠(yuǎn)小于線路內(nèi)的傳輸時間，才能作為低頻處理。在數(shù)字電路中：傳輸?shù)拿}沖將按照窄脈沖和寬脈沖來處理，窄脈沖：必須考慮有線路阻抗而產(chǎn)生的電壓下降，以及由于線路間的寄生電路而使波形變鈍等現(xiàn)象寬脈沖：除以上外，還要考慮傳輸時間的延遲，以及線路反射等問題；只有在Δt遠(yuǎn)小于線路內(nèi)的傳輸時間，才能作為低頻處理：其中：l為傳輸線路的幾何長度，v為傳輸速度，Δt為脈沖寬度第四十頁，共103頁。2、低頻域的集中參數(shù)電路低頻時：（三）傳導(dǎo)干擾傳輸線路的性質(zhì)第2章電磁干擾源性質(zhì)與傳輸?shù)谒氖豁?，?03頁。（1）正弦波情況（在低頻時：）（三）傳導(dǎo)干擾傳輸線路的性質(zhì)第2章電磁干擾源性質(zhì)與傳輸?shù)谒氖摚?03頁。（2）脈沖前沿（在低頻）三傳導(dǎo)干擾傳輸線路的性質(zhì)第2章電磁干擾源性質(zhì)與傳輸?shù)谒氖摚?03頁。（3）脈沖后沿（在低頻）（三）傳導(dǎo)干擾傳輸線路的性質(zhì)第2章電磁干擾源性質(zhì)與傳輸?shù)谒氖捻摚?03頁?？偨Y(jié)：低頻域的集總參數(shù)電路當(dāng)線路阻抗Rl很小時，接收端電壓Vr則由電源阻抗Rs和負(fù)載阻抗Rr來決定，從負(fù)載看進(jìn)去的干擾阻抗，大致同干擾發(fā)生源的阻抗Rs相等，則可認(rèn)為與線路阻抗特性無關(guān)。（三）傳導(dǎo)干擾傳輸線路的性質(zhì)第2章電磁干擾源性質(zhì)與傳輸?shù)谒氖屙?，?03頁。3、高頻域的分布參數(shù)電路當(dāng)線路的幾何長度L大致與工作波長可以比擬時，線路應(yīng)看作分布參數(shù)電路，線路的特性主要決定于分布參數(shù)L（分布電感）、C（分布電容），其中主要的參數(shù)為線路傳輸波的傳輸速度v和線路的特性阻抗Z。對無耗傳輸線：（三）傳導(dǎo)干擾傳輸線路的性質(zhì)第2章電磁干擾源性質(zhì)與傳輸?shù)谒氖摚?03頁。第四十七頁，共103頁。3、高頻域的分布參數(shù)電路（1）線路的特性阻抗只與分布參數(shù)有關(guān)例如平行線（2）對于線路間距離一定，線徑大小一定的均勻線路，其特性阻抗又可由下式表示：

三傳導(dǎo)干擾傳輸線路的性質(zhì)第2章電磁干擾源性質(zhì)與傳輸?shù)谒氖隧?，?03頁。3、高頻域的分布參數(shù)電路（3）線路的特性阻抗的另一定義：是行波電壓與行波電流之比。（4）當(dāng)線上的電壓不是行波而是駐波時：線上任一對應(yīng)點的電流電壓之比定義為線路長度為l的端點輸入阻抗

三傳導(dǎo)干擾傳輸線路的性質(zhì)第2章電磁干擾源性質(zhì)與傳輸?shù)谒氖彭?，?03頁。駐波和行波的概念什么是駐波（StandingWave）振動頻率、振幅和傳播速度相同而傳播方向相反的兩列波疊加時，就產(chǎn)生駐波。駐波形成時，空間各處的介質(zhì)點或物理量只在原位置附近做振動，波停駐不前，而沒有行波的感覺，所以稱為駐波。形成駐波時，各處介質(zhì)質(zhì)點或物理量以不同的振幅振動。振幅最大處叫波腹，振幅最小處即看上去靜止不動處叫波節(jié)。相鄰兩個波節(jié)或波腹之間的距離是半個波長。駐波也是一種波的干涉現(xiàn)象，但是一種特殊的干涉現(xiàn)象．

第五十頁，共103頁。1、行波狀態(tài)當(dāng)傳輸線無限長或負(fù)載阻抗等于特性阻抗時，線上只有入射波，沒有反射波，入射波功率全部被吸收，這種稱為與負(fù)載相匹配的傳輸線，其上的狀態(tài)為行波狀態(tài)。二、駐波狀態(tài)當(dāng)傳輸終端或接電抗負(fù)載,線上發(fā)生全反射,這時負(fù)載并不消耗能量,而把它全部反射回振蕩器,同時線上出現(xiàn)了由入射波和反射波相互迭加而形成的駐波,這種狀態(tài)稱為駐波工作狀態(tài)。第五十一頁，共103頁。駐波和行波的概念什么是行波波在介質(zhì)中傳播時不斷向前推進(jìn)，故稱行波.

電力系統(tǒng)輸電線路發(fā)生故障后，利用阻抗原理的測距裝置測距誤差較大，而利用行波測距技術(shù)可以實現(xiàn)精確故障定位．行波測距技術(shù)的優(yōu)越性在于精度高、適用性強(qiáng)、方便使用等，行波測距技術(shù)在超高壓輸電線路中被成功應(yīng)用，這一技術(shù)在電力系統(tǒng)中將有著廣闊的發(fā)展前景.第五十二頁，共103頁。入射波與反射波入射波(IncidentWave)由波源送出的波反射波(ReflectedWave)向著波源的波一般假設(shè)朝＋z方向前進(jìn)的波為入射波第五十三頁，共103頁。3、高頻域的分布參數(shù)電路（2）當(dāng)線為理想傳輸線時，其輸入阻抗可表示為：其中，線路長度l，β＝2π/λ，Zr為負(fù)載阻抗，Zc為線的特性阻抗（三）傳導(dǎo)干擾傳輸線路的性質(zhì)第2章電磁干擾源性質(zhì)與傳輸?shù)谖迨捻?，?03頁。（三）傳導(dǎo)干擾傳輸線路的性質(zhì)第2章電磁干擾源性質(zhì)與傳輸當(dāng)線路終端短路時，Zi=jZctgβl當(dāng)線路終端開路時，Zi=－jZcctgβl處理高頻電路時，要注意線路的電長度l/λ引起的阻抗、電流、電壓變化第五十五頁，共103頁。4、線間電壓和對地電壓，共模干擾和異模干擾共模干擾（CI）：兩導(dǎo)線上的干擾電流振幅相差甚小，相位相同。差模干擾（DI）：兩導(dǎo)線上的干擾電流，其振幅相等，相位相反。（三）傳導(dǎo)干擾傳輸線路的性質(zhì)第2章電磁干擾源性質(zhì)與傳輸?shù)谖迨摚?03頁。差模干擾（DI）：兩導(dǎo)線上的干擾電流，其振幅相等，相位相反。第2章電磁干擾源性質(zhì)與傳輸（三）傳導(dǎo)干擾傳輸線路的性質(zhì)第五十七頁，共103頁。共模和差模的工作原理（三）傳導(dǎo)干擾傳輸線路的性質(zhì)第五十八頁，共103頁。4、線間電壓和對地電壓，共模干擾和異模干擾對地電壓VL：VL=V1＋Vc對地電壓VM：VM=V2＋VdV1－－－－原對地電壓Vc－－－－由地回路電位差引起的共模干擾電壓V2－－－－

原信號源電壓Vd－－－－由線間回路收干擾引起的差模干擾電壓（三）傳導(dǎo)干擾傳輸線路的性質(zhì)第2章電磁干擾源性質(zhì)與傳輸?shù)谖迨彭?，?03頁。共模和差模的工作原理第2章電磁干擾源性質(zhì)與傳輸（三）傳導(dǎo)干擾傳輸線路的性質(zhì)第六十頁，共103頁。共模和差模的工作原理第六十一頁，共103頁。電耦合的兩種形式：

（1）電路性干擾：由兩個回路經(jīng)公共阻抗耦合而產(chǎn)生，干擾量是電流，或變化的電流。

（2）電容性干擾：在干擾源與干擾對象之間存在著耦合的分布電容而產(chǎn)生，干擾量是變化的電場，及變化的的電壓。

（四）傳導(dǎo)干擾電耦合途徑

第六十二頁，共103頁。1、電路性干擾的物理模型原因：電路性干擾的產(chǎn)生至少存在兩個相互耦合的電流回路，其電流全部或部分地在公共阻抗中流過。第六十三頁，共103頁。1、電路性干擾的物理模型第六十四頁，共103頁。1、電路性干擾的物理模型

U02經(jīng)阻抗Z3、Z4在回路1中產(chǎn)生的干擾電流為：第六十五頁，共103頁。1、電路性干擾的物理模型

第六十六頁，共103頁。1、電路性干擾的物理模型

第六十七頁，共103頁。電路去耦：在有效電流電路與干擾電流電路間即使存在電氣連接，他們彼此也不互相干擾。1、電路性干擾的物理模型

第六十八頁，共103頁。2、電路性干擾的耦合阻抗特性為了對必須首先了解對電流回路的耦合阻抗：電阻、感抗、容抗（1）電阻近似計算時可認(rèn)為實際電阻與頻率的1/2次方成正比（2）感抗任何導(dǎo)線都存在感抗，導(dǎo)線的電感通常以耦合阻抗的形式出現(xiàn)，同別的電流回路發(fā)生電路耦合并產(chǎn)生干擾。

第六十九頁，共103頁。第七十頁，共103頁。2、電路性干擾的耦合阻抗特性（3）容抗如下圖所示，說明電流回路之間如何通過公共的導(dǎo)線阻抗和內(nèi)阻抗而相互影響并產(chǎn)生干擾。

顯然，電容越大，干擾越小第七十一頁，共103頁。（3）容抗如圖所示，說明電流回路之間如何通過公共的導(dǎo)線阻抗和內(nèi)阻抗而相互影響并產(chǎn)生干擾。

高頻時，導(dǎo)線的直徑作用減小2、電路性干擾的耦合阻抗特性第七十二頁，共103頁。（1）讓兩個電流回路或系統(tǒng)彼此無關(guān)。（2）限制耦合阻抗，使耦合阻抗Zk、Z11、Z12越小越好，當(dāng)耦合阻抗趨于零時，電路去耦。為使耦合阻抗小，必須使導(dǎo)線電阻和導(dǎo)線電感都盡可能小。（3）電路去耦：即各個不同的電流回路之間僅在唯一的一點作電連接。（4）電位隔離。

3、電路性干擾的抑制與避免第七十三頁，共103頁。電位隔離法1：平衡電路對地環(huán)路干擾的抑制

VGRS1VS1RS2RL2RL1VS2IN1IN2IS什么叫平衡電路：兩個導(dǎo)體及其所連接的電路相對于地線或其它參考物體具有相同的阻抗。典型的平衡電路是差分放大器。但差分放大器的源端通常不是平衡的。上圖所示的電路中如果，RS1=RS2，RL1=RL2，VS1=VS2，則是完全平衡的電路。第七十四頁，共103頁。地線問題－公共阻抗耦合

電路1電路2地電流1地電流2公共地阻抗V~~~改進(jìn)1改進(jìn)2第七十五頁，共103頁。單點接地123123串聯(lián)單點接地優(yōu)點：簡單缺點：公共阻抗耦合并聯(lián)單點接地優(yōu)點：無公共阻抗耦合缺點：接地線過多I1I2I3I1I2I3ABCABCR1R2R3第七十六頁，共103頁。

屏蔽層只能接2點！C2VG12C1屏蔽CPVGVSVNRL電位隔離法1：隔離變壓器如前所述，解決地環(huán)路干擾的最基本方法是切斷地環(huán)路。用隔離變壓器就起到了這個作用，兩個設(shè)備之間的信號傳輸通過磁場耦合進(jìn)行，而避免了電氣直接連接。這時地線上的干擾電壓出現(xiàn)在變壓器的初次級之間，而不是在電路2的輸入端。在初次級之間加屏蔽層可以減小寄生電容，這樣地線上的干擾經(jīng)過C1耦合到屏蔽層，并被短路到地，而不會經(jīng)過C2耦合到電路2的輸入端。第七十七頁，共103頁。

電位隔離法3：光隔離器發(fā)送發(fā)送接收接收RLRLVGVSVSCp第七十八頁，共103頁。用光傳輸信號是解決地環(huán)路問題的理想方法。光耦器件的寄生電容為2pf左右，因此能夠在很高的頻率起到隔離作用。如果使用光纖，則沒有寄生電容的問題，能夠獲得十分完善的隔離效果。但是，用光纖會帶來其它問題：光纖連接需要更大的功率需要更多的器件光連接的線形和動態(tài)范圍都達(dá)不到模擬信號的要求光纜的安裝和維護(hù)比較復(fù)雜光纜連接技術(shù)一般用在數(shù)字電路中，由于其帶寬很寬，因此可以用在高速數(shù)據(jù)網(wǎng)中。第七十九頁，共103頁。電容性干擾的物理模型條件是：（1）在兩個導(dǎo)體表面1和2之間存在一個干擾源，它可用初始電源U01和一個內(nèi)阻抗Zi表示。（2）存在于兩個導(dǎo)體表面3和4之間的一個干擾對象，它具有內(nèi)阻抗Zt。

4、電容性干擾的物理模型第八十頁，共103頁。

4、電容性干擾的物理模型如圖所示比較至關(guān)說明電容性干擾的物理模型，Q～干擾源E～干擾對象PQ～干擾源的基準(zhǔn)電位PE～干擾對象的基準(zhǔn)電位

電容性干擾的等值電路圖第八十一頁，共103頁。電容性干擾的物理模型條件：（1）在兩個導(dǎo)體表面1和2之間存在一個干擾源，它可用初始電源U01和一個內(nèi)阻抗Zi表示。（2）存在于兩個導(dǎo)體表面3和4之間的一個干擾對象，它具有內(nèi)阻抗Zt。第八十二頁，共103頁。

4、電容性干擾的物理模型存在公共的基準(zhǔn)電位時，此時干擾源和干擾對象的基準(zhǔn)電位相同，則干擾電流和干擾電壓是：第八十三頁，共103頁。5、電容性干擾的抑制方法

A、針對干擾源和干擾對象的措施：（1）干擾源系統(tǒng)的電氣參數(shù)應(yīng)使電壓變化幅度和變化率盡可能地?。唬?）被干擾系統(tǒng)應(yīng)盡可能設(shè)計成低阻及高信噪比的系統(tǒng)；（3）兩個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量緊湊，并且彼此空間上相互隔離；

第八十四頁，共103頁。B、針對減小電容性耦合的措施：（1）兩個系統(tǒng)的耦合部分的布置應(yīng)使耦合電容盡可能小。例如加大間距、導(dǎo)線短、避免平行走線；（2）可對干擾源和干擾對象進(jìn)行電氣屏蔽，屏蔽的目的是切斷干擾源和干擾對象之間的電力線路，使耦合電容變得最??；（3）將耦合電容彼此電氣對稱地連接，以抵消耦合的干擾信號，即用平衡措施來消除電容性干擾。第八十五頁，共103頁。

5、電容性干擾的抑制方法屏蔽和平衡措施

平衡條件：C13:C23=C14:C24第八十六頁，共103頁。（五）傳導(dǎo)干擾－－－磁耦合干擾及途徑1、磁耦合干擾的物理模型磁耦合干擾也叫電感性干擾，其干擾模型如下圖：1）圖中產(chǎn)生磁耦合的條件：①存在以電流回路01形式出現(xiàn)的干擾源，其中電流為i1，產(chǎn)生磁通Φ1②存在以電流回路02形式出現(xiàn)的干擾對象，它與干擾源的磁通Φ1相交連干擾源電流為i1的變化在干擾對象中感應(yīng)一個電壓，其大小為：第八十七頁，共103頁。第八十八頁，共103頁。兩個電感耦合的電流回路可以用b圖表示當(dāng)u1為正弦波，u2＝0時，其幅值為：互感為：其中l(wèi)是導(dǎo)線的長度第八十九頁，共103頁。2）減小耦合的措施：①導(dǎo)線絞合（如d圖）②減小導(dǎo)線換所圍成的面積（h?。?，增大兩個回路間距離（s大），將可以使互感大為減??；（如f圖）第九十頁，共103頁。2、抑制磁耦合干擾措施簡介A：針對干擾源和被干擾對象的措施：①干擾源系統(tǒng)的電器參數(shù)應(yīng)使電流變化的幅度和速率盡量?。虎诒桓蓴_系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具有低阻抗、高信噪比；③兩個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上應(yīng)盡量緊湊，在空間上彼此隔開。第九十一頁，共103頁。2、抑制磁耦合干擾措施簡介B：針對減小電感耦合的措施：①減少兩個系統(tǒng)的互感（主要指電線電纜）、讓導(dǎo)線盡量短，間距盡量大，避免平行走線，采用雙線結(jié)構(gòu)時應(yīng)縮小電流回路所圍成的面積；②針對干擾源和被干擾對象設(shè)置次品必，以抑制干擾磁場，可以用鐵磁性導(dǎo)體加以排除，也可以用感應(yīng)的渦流屏蔽；③采用結(jié)構(gòu)平衡措施，使干擾磁場以及耦合的干擾信號大部分相互抵消；例：導(dǎo)線環(huán)平衡