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文檔簡介
第1章電磁兼容概論
一、電磁干擾及其危害1、電磁干擾現(xiàn)象
可以這樣說,當(dāng)電子、電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)發(fā)射出的電磁能量影響到其它設(shè)備的正常工作時(shí),我們就說產(chǎn)生了電磁干擾效應(yīng),或簡稱為電磁干擾。電磁干擾一、電磁干擾及其危害2、電磁干擾的危害電磁干擾(1)對電子設(shè)備或系統(tǒng)的危害500Km13000Km346個(gè)島礁,12800平方公里,2000人馬島戰(zhàn)爭雙方損耗戰(zhàn)爭結(jié)果英軍收復(fù)馬島取得勝利電磁干擾
此時(shí),“謝菲爾德”號(hào)正與倫敦例行衛(wèi)星通信報(bào)告。由于軍艦的電磁兼容性能不好,防御雷達(dá)系統(tǒng)對衛(wèi)星通訊信號(hào)造成了一定干擾,通訊官向艦長請求,關(guān)閉遠(yuǎn)程對空警戒雷達(dá)。由于英軍取得了絕對的制海權(quán),因此,艦長對于自身艦艇的海上安全充滿了自信,答應(yīng)了通訊官的請求。
阿軍飛行員突破自身的訓(xùn)練極限,將飛行高度降到了50米以下的“近距離雷達(dá)盲區(qū)”,幾乎是掠著海面的波浪在疾馳。電磁干擾
關(guān)閉了遠(yuǎn)程對空警戒雷達(dá)的“謝菲爾德”號(hào)對此卻一無所知,直到“飛魚”導(dǎo)彈進(jìn)至“謝菲爾德”號(hào)5公里的目視距離中時(shí),值勤艦員才發(fā)現(xiàn)了危險(xiǎn),緊急向艦長報(bào)告。此時(shí)的“飛魚”距目標(biāo)僅僅剩下了6秒飛行時(shí)間,一切都為時(shí)已晚。電磁干擾
兩枚“飛魚”導(dǎo)彈命中“謝菲爾德”號(hào),6天后,在拖回英國的途中沉入了大西洋底。一、電磁干擾及其危害2、電磁干擾的危害(1)對電子設(shè)備或系統(tǒng)的危害(2)對武器裝備和燃油的危害電磁干擾電雷管,導(dǎo)線絞合(電起爆彈藥用防靜電包裝)電磁輻射感應(yīng)電壓所引起的火花,油氣混合體<5W/cm2
一、電磁干擾及其危害2、電磁干擾的危害(1)對電子設(shè)備或系統(tǒng)的危害(2)對武器裝備和燃油的危害(3)對人體的危害電磁干擾
熱效應(yīng)(功率密度)
非熱效應(yīng)(比吸收率)<0.1W/kg概論1、電磁兼容的含義(1)定義二、電磁兼容的基本概念電磁兼容(Electromagneticcompatibility,簡稱EMC)
(EMC)是指,在復(fù)雜的電磁環(huán)境中,每臺(tái)電子、電氣產(chǎn)品除了本身能抗住一定的外來電磁干擾保持正常工作之外,還不能產(chǎn)生對該電磁環(huán)境中的其他電子、電氣產(chǎn)品所不能容忍的電磁干擾。概論1、電磁兼容的含義(1)定義一個(gè)系統(tǒng)如果滿足三個(gè)準(zhǔn)則,就認(rèn)為與其環(huán)境電磁兼容:A、不對其他系統(tǒng)產(chǎn)生干擾;B、對其他系統(tǒng)的發(fā)射不敏感;C、不對自身產(chǎn)生干擾。二、電磁兼容的基本概念概論1、電磁兼容的含義(2)電子設(shè)備或系統(tǒng)可以分為兼容、不兼容和臨界三種狀態(tài)電磁干擾余量IM=PI-Ps(dB)
PI
干擾電平(dB)
Ps
敏感度門限電平(dB)二、電磁兼容的基本概念概論1、電磁兼容的含義(3)電磁兼容是抗干擾概念的擴(kuò)展和延伸。
從最初的設(shè)法防止射頻頻段內(nèi)的電磁噪聲、電磁干擾,發(fā)展到防止和對抗各種電磁干擾。進(jìn)一步在認(rèn)識(shí)上產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍,把主動(dòng)采取措施抑制電磁干擾貫穿于設(shè)備或系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和使用的整個(gè)過程中。這樣才能保證電子、電氣設(shè)備和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電磁兼容。二、電磁兼容的基本概念概論2、電磁兼容常用名詞術(shù)語二、電磁兼容的基本概念概論2、電磁兼容常用名詞術(shù)語二、電磁兼容的基本概念概論3、電磁干擾效應(yīng)電磁干擾三要素二、電磁兼容的基本概念研究領(lǐng)域1、EMC技術(shù)的應(yīng)用和研究領(lǐng)域三、電磁兼容的研究領(lǐng)域電路板設(shè)計(jì)中的電磁兼容問題(尤其是高速數(shù)字電路)雷擊浪涌和靜電防護(hù)問題培養(yǎng)電磁兼容意識(shí),改善電磁環(huán)境問題研究領(lǐng)域2、EMC的新技術(shù)領(lǐng)域三、電磁兼容的研究領(lǐng)域計(jì)算機(jī)等信息技術(shù)設(shè)備的電磁泄露問題(正反兩方)。TEMPEST技術(shù),控制危及信息安全的非功能電磁泄露,防止被竊聽的危險(xiǎn)。
信號(hào)干擾技術(shù)(白噪聲干擾和相關(guān)干擾)信號(hào)屏蔽技術(shù)
TEMPEST技術(shù)即低輻射技術(shù)采用手段:研究領(lǐng)域3、頻譜管理三、電磁兼容的研究領(lǐng)域
發(fā)展更高的頻率,利用空間隔離、時(shí)間隔離,以及不同工作方式來復(fù)用。研究方法1、電磁兼容學(xué)科的特點(diǎn)四、電磁兼容的研究方法(1)理論體系以電磁場理論和電路理論為基礎(chǔ)(2)大量引用無線電技術(shù)的概念和術(shù)語(3)計(jì)量單位的特殊性研究方法2、電磁兼容的實(shí)施四、電磁兼容的研究方法(1)問題解決法研制--聯(lián)試--發(fā)現(xiàn)問題--解決
例:GSM手機(jī)電路,射頻脈沖干擾音頻電路
研究方法2、電磁兼容的實(shí)施四、電磁兼容的研究方法(1)問題解決法例:手機(jī)、掌上電腦等,抗靜電問題屏蔽和靜電放電ESD器件判斷標(biāo)準(zhǔn)改進(jìn)前改進(jìn)后不受影響3000V6000V重新開機(jī)可恢復(fù)4000V8000V取下電池可恢復(fù)5000V10000V研究方法2、電磁兼容的實(shí)施四、電磁兼容的研究方法(2)規(guī)范法優(yōu)點(diǎn):可以預(yù)防一些干擾問題,比問題解決法好。缺點(diǎn):由于規(guī)范不完善,可能還會(huì)出問題;或過度設(shè)計(jì),使成本上升。②30cm處,30~470MHz中,電視帶內(nèi)<30dBμV/m電視帶外<54dBμV/m
,為保護(hù)電視及其他無線電系統(tǒng)的工作。研究方法2、電磁兼容的實(shí)施四、電磁兼容的研究方法(2)規(guī)范法規(guī)定各種非預(yù)期發(fā)射的極限值,如:微波爐規(guī)定①距表面5cm處,<1mW/cm2功率密度研究方法2、電磁兼容的實(shí)施四、電磁兼容的研究方法(2)規(guī)范法例:手機(jī)是四層電路板,射頻和數(shù)字音頻各布一面,各區(qū)域用屏蔽盒
新型號(hào)需通過測試(EMC測試的一半,對外干擾)諧波輻射等,才能拿到入網(wǎng)證。研究方法2、電磁兼容的實(shí)施四、電磁兼容的研究方法(3)系統(tǒng)法系統(tǒng)的電磁干擾預(yù)測與分析系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計(jì)系統(tǒng)的電磁兼容試驗(yàn)(或測量)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范1、電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的基本內(nèi)容五、電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)概況
標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)一般性的準(zhǔn)則,由它可以導(dǎo)出各種規(guī)范;規(guī)范則是一個(gè)包含詳細(xì)數(shù)據(jù)、必須按合同遵守的文件。
通用性的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范難以規(guī)定新類別產(chǎn)品,企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)----行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)----國家標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)也成為新加入者的門檻。標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范2、國內(nèi)外電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)簡介五、電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)概況國內(nèi)起步較晚,處于制定和不斷發(fā)展之中《強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證管理規(guī)定》CCC3C對這些產(chǎn)品的安全性能、電磁兼容、防電磁輻射等方面都作了詳細(xì)的規(guī)定。GB19286-2015電信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的電磁兼容性要求及測量方法GJB151A-2013軍用設(shè)備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度要求標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范2、國內(nèi)外電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)簡介五、電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)概況國外起步早,對出口產(chǎn)品企業(yè)提出很高的要求。例如:FCC(美國聯(lián)邦通信委員會(huì))對民用產(chǎn)品進(jìn)行規(guī)范。MIL-STD-462電磁干擾特性的測量計(jì)量單位和換算關(guān)系1、功率的分貝單位六、電磁兼容計(jì)量單位和換算關(guān)系dBmW單位:dBmW簡稱dBm計(jì)量單位和換算關(guān)系1、功率的分貝單位六、電磁兼容計(jì)量單位和換算關(guān)系增3dB,增加1倍;減3dB,減少一半。0dBm=1mW1dBm=1.25mW2dBm=1.6mW3dBm=2mW4dBm=2.5mW5dBm=3.2mW6dBm=4mW7dBm=5mW8dBm=6.4mW9dBm=8mW10dBm=10mW-10dBm=0.1mW0dBm=1mW10dBm=10mW20dBm=100mW計(jì)量單位和換算關(guān)系2、電壓的分貝單位六、電磁兼容計(jì)量單位和換算關(guān)系dBμV單位:計(jì)量單位和換算關(guān)系3、電流的分貝單位六、電磁兼容計(jì)量單位和換算關(guān)系計(jì)量單位和換算關(guān)系4、電場強(qiáng)度、磁場強(qiáng)度和功率密度的分貝單位六、電磁兼容計(jì)量單位和換算關(guān)系計(jì)量單位和換算關(guān)系5、遠(yuǎn)場區(qū)內(nèi),電場強(qiáng)度、磁場強(qiáng)度、功率密度的換算關(guān)系六、電磁兼容計(jì)量單位和換算關(guān)系在遠(yuǎn)場區(qū),E/H=Z0=377Ω(Z0為自由空間波阻抗)習(xí)題1、P20習(xí)題1.11
將電壓8mV轉(zhuǎn)換為dBμV表示2、單位換算表(設(shè)負(fù)載阻抗為50Ω)dBmmWdBμmV差值(dBμ-dBm)-8-9…-1710組學(xué)號(hào)的尾數(shù)習(xí)題評(píng)講1、P20習(xí)題1.11
將電壓8mV轉(zhuǎn)換為dBμV表示思路:1mV=60dBμV增加一倍增加6dB2mV=66dBμV增加一倍增加6dB4mV=72dBμV增加一倍增加6dB8mV=78dBμV習(xí)題評(píng)講2、單位換算表(設(shè)負(fù)載阻抗為50Ω)dBmmWdBμmV差值(dBμ-dBm)-80.169989.1107-90.1259879.4107-100.19770.8107-110.089663.1107-120.0639556.2107-130.059450.1107-140.049344.7107-150.039239.8107-160.0259135.5107-170.029031.6107第2章電磁干擾三要素第2章電磁干擾源
一、電磁干擾源分類所謂電磁干擾源,是指任何產(chǎn)生電磁干擾的元件、器件、設(shè)備、分系統(tǒng)、系統(tǒng)或自然現(xiàn)象。
人為干擾源自然干擾源雷電放電局部大氣噪聲宇宙噪聲熱噪聲一、電磁干擾源分類所謂電磁干擾源,是指任何產(chǎn)生電磁干擾的元件、器件、設(shè)備、分系統(tǒng)、系統(tǒng)或自然現(xiàn)象。
人為干擾源自然干擾源功能性干擾源非功能性干擾源無線電廣播、電視無線通訊雷達(dá)導(dǎo)航一、電磁干擾源分類所謂電磁干擾源,是指任何產(chǎn)生電磁干擾的元件、器件、設(shè)備、分系統(tǒng)、系統(tǒng)或自然現(xiàn)象。
人為干擾源自然干擾源功能性干擾源非功能性干擾源送變電系統(tǒng)靜電放電電氣化鐵路汽車點(diǎn)火系統(tǒng)家電核電磁脈沖二、自然干擾源1.雷電
附近發(fā)生的雷電,對電子設(shè)備來說,是一種極為強(qiáng)烈的電磁干擾源。二、自然干擾源1.雷電
90%的雷電電磁能量分布在十幾KHz頻率范圍,通訊網(wǎng)中常采用高通濾波器來實(shí)現(xiàn)防雷。電流從10%上升到90%,1~4μs,平均2.6μs電流從10%上升到90%,再下降到50%,20~90μs平均43μs二、自然干擾源2.局部大氣噪聲
大氣中的水蒸氣、沙塵與天線、飛機(jī)表面撞擊產(chǎn)生靜電放電而引起電磁噪聲。
大氣中的無線電噪聲也來源于全世界的雷暴,它的主要變量是地理位置,無線電頻率,一天的時(shí)間和季節(jié)。規(guī)則的或隨機(jī)的,要用統(tǒng)計(jì)的方法來描述。例:美國GE公司測110V線路10000小時(shí)(約一年多)內(nèi)。超過1000V,300余次;結(jié)果:超過一倍電壓浪涌800余次;3800V、4200V、5600V各一次。二、自然干擾源3.宇宙噪聲
對地球而言,太陽是最強(qiáng)的射電源。分為寧靜期、活動(dòng)期、強(qiáng)活動(dòng)期,輻射有幾個(gè)數(shù)量級(jí)變化。例如:衛(wèi)星凌日現(xiàn)象發(fā)生在每年春分和秋分前后,在這期間,如果太陽、通信衛(wèi)星和地面站在一條直線上,那么電磁波對于人造衛(wèi)星的影響也就最為強(qiáng)烈,嚴(yán)重的會(huì)造成衛(wèi)星信號(hào)傳輸出現(xiàn)障礙。一般每個(gè)小站受干擾的時(shí)間為2至5天,每天約為5至15分鐘,時(shí)間大約在10:00至10:50之間。二、自然干擾源4.熱噪聲
熱噪聲又稱白噪聲,是電阻類導(dǎo)體(如天線)或元器件中由于自由電子的布朗運(yùn)動(dòng)而引起的噪聲,是一種隨機(jī)噪聲。它是溫度變化的結(jié)果,但不受頻率變化的影響。熱噪聲是在所有頻譜中以相同的形態(tài)分布,它是不能夠完全消除的,因此對通信系統(tǒng)性能構(gòu)成了上限。三、人為電磁干擾源1.功能性干擾源
功能干擾源主要指分配了頻率的發(fā)射機(jī),中波發(fā)射機(jī)達(dá)MW級(jí),短波發(fā)射機(jī)達(dá)幾百KW,調(diào)頻廣播和電視10~50KW,遠(yuǎn)程雷達(dá)10MW三、人為電磁干擾源1.功能性干擾源
本來只有自然電磁現(xiàn)象的自然界,人類不斷將新的要素加到地球環(huán)境中。一類是發(fā)射裝置,一類是接收裝置。產(chǎn)生了“電磁環(huán)境污染”問題例:尋呼發(fā)展初期,一臺(tái)發(fā)射機(jī)覆蓋60km,后來10km一臺(tái),功率越來越大,原因是電磁污染。三、人為電磁干擾源1.功能性干擾源
例:1967年7月29日,美國福萊斯特航空母艦駛離越南北部海岸,殲擊機(jī)掛空空導(dǎo)彈、空地導(dǎo)彈、1000磅炸彈,一枚導(dǎo)彈不經(jīng)意發(fā)射,擊中另一架飛機(jī)造成油箱爆炸,134名軍人死亡。是由大功率搜索雷達(dá)開機(jī)造成。三、人為電磁干擾源2.非功能性干擾源
靜電放電高壓送變電系統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械家用電器工業(yè)設(shè)備核電磁脈沖三、人為電磁干擾源2.非功能性干擾源
靜電放電高壓送變電系統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械家用電器工業(yè)設(shè)備核電磁脈沖防靜電措施三、人為電磁干擾源2.非功能性干擾源
靜電放電
高壓送變電系統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械家用電器工業(yè)設(shè)備核電磁脈沖電暈放電、接觸不良產(chǎn)生的火花三、人為電磁干擾源2.非功能性干擾源
靜電放電高壓送變電系統(tǒng)
點(diǎn)火系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械家用電器工業(yè)設(shè)備核電磁脈沖實(shí)質(zhì)是高壓火花放電三、人為電磁干擾源2.非功能性干擾源
靜電放電高壓送變電系統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)
旋轉(zhuǎn)機(jī)械家用電器工業(yè)設(shè)備核電磁脈沖實(shí)質(zhì)是低壓火花放電三、人為電磁干擾源2.非功能性干擾源
靜電放電高壓送變電系統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械
家用電器工業(yè)設(shè)備核電磁脈沖WIFI的普遍使用智能家電、設(shè)備眾多,頻段擁擠例如:Wifi干擾對碼三、人為電磁干擾源2.非功能性干擾源
靜電放電高壓送變電系統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械家用電器工業(yè)設(shè)備
核電磁脈沖
核輻射與周圍環(huán)境作用,發(fā)生帶電離子運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生傳遞很遠(yuǎn)的電磁場。
核爆炸時(shí),除產(chǎn)生沖擊波、光熱輻射、放射性污染之外,還有第四種效應(yīng)——核電磁脈沖效應(yīng)。在大氣層外高空核爆炸時(shí),由于沒有空氣,就不能產(chǎn)生沖擊波,也不能生成熱輻射,而放射性塵屑又隨距離平方而減弱,電磁脈沖幾乎成了唯一的核爆炸效應(yīng)。三、人為電磁干擾源2.非功能性干擾源
靜電放電高壓送變電系統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械家用電器工業(yè)設(shè)備
核電磁脈沖1、能量大(峰值電場強(qiáng)度可達(dá)50KV/m)2、上升時(shí)間短(上升前沿時(shí)間約為10ns)3、頻譜寬(從低頻到幾百兆赫茲,除了對無線電設(shè)備的高頻端有毀滅性的破壞外,還可以使計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備癱瘓。)4、覆蓋范圍廣(覆蓋范圍由核爆炸高度決定)四、電磁干擾源的基本性質(zhì)1.頻率特性
傳導(dǎo)干擾頻譜分布從接近DC~1GHz,低頻按集中參數(shù)處理,高頻按分布參數(shù)處理,頻率再高,傳導(dǎo)電流大為衰減,更趨向于輻射干擾波。例:耳機(jī)線避免手機(jī)輻射四、電磁干擾源的基本性質(zhì)1.頻率特性
輻射干擾:電路的非線性作用(把設(shè)備通帶之外的信號(hào)引入設(shè)備)
三種模式:互調(diào)、交調(diào)、直接混頻例:1~12CH加250~280MHz振蕩器收15CH1ch49.75MHz2ch57.75MHz3ch65.75MHz4ch77.25MHz5ch85.25MHz6ch168.25MHz7ch176.25MHz8ch184.25MHz9ch192.25MHz10ch200.25MHz11ch208.25MHz12ch216.25MHz13ch471.25MHz14ch479.25MHz15ch487.25MHz16ch495.25MHz四、電磁干擾源的基本性質(zhì)1.頻率特性
輻射干擾:電路的非線性作用(把設(shè)備通帶之外的信號(hào)引入設(shè)備)
三種模式:互調(diào)、交調(diào)、直接混頻短波(2~22MHz)收音機(jī)配合電視機(jī)收調(diào)頻廣播1ch49.75MHz2ch57.75MHz3ch65.75MHz4ch77.25MHz5ch85.25MHz6ch168.25MHz7ch176.25MHz8ch184.25MHz9ch192.25MHz10ch200.25MHz11ch208.25MHz12ch216.25MHz13ch471.25MHz14ch479.25MHz15ch487.25MHz16ch495.25MHz四、電磁干擾源的基本性質(zhì)1.頻率特性
輻射干擾:電路的非線性作用(把設(shè)備通帶之外的信號(hào)引入設(shè)備)
三種模式:互調(diào)、交調(diào)、直接混頻四、電磁干擾源的基本性質(zhì)1.頻率特性
上升斜率越陡,所占的帶寬就越寬。應(yīng)用中矛盾的兩方面:A、為了保持事件的定時(shí)準(zhǔn)確度或保證某種形式的準(zhǔn)確動(dòng)作,需要很陡的上升沿;如:高速電路B、而使干擾減小的方法之一,是在保證工作條件下,具有盡可能慢的上升時(shí)間。四、電磁干擾源的基本性質(zhì)2.空間分布特性
有意輻射干擾的空間分布由發(fā)射天線的方向性特性、極化特性以及空間擴(kuò)散因子確定干擾發(fā)射功率密度:1.頻率特性
四、電磁干擾源的基本性質(zhì)3.時(shí)間分布特性
干擾源的工作時(shí)間和出現(xiàn)率周期性干擾、非周期性干擾、隨機(jī)干擾2.空間分布特性
1.頻率特性
四、電磁干擾源的基本性質(zhì)3.時(shí)間分布特性
4.幅度
2.空間分布特性
1.頻率特性
其它條件不變情況下,幅度越大,干擾越強(qiáng)第3章電磁干擾三要素第3章電磁干擾的耦合與傳播一、電磁干擾的傳播途徑傳導(dǎo)耦合(通過導(dǎo)體)敏感設(shè)備干擾源輻射耦合(空間電磁波)電磁干擾的基本傳播途徑是傳導(dǎo)耦合和輻射耦合一、電磁干擾的傳播途徑配電干線干擾源敏感設(shè)備電源設(shè)備直接輻射干擾傳導(dǎo)干擾電路輻射二、傳導(dǎo)干擾傳輸線路的性質(zhì)1、低頻域傳輸線路傳輸線路的幾何尺寸長度數(shù)字電路中,例:電力線、電話線路、直流線路其中(近似為光速的60%)二、傳導(dǎo)干擾傳輸線路的性質(zhì)2、低頻域的集中參數(shù)電路RL60VR總例:電話線二、傳導(dǎo)干擾傳輸線路的性質(zhì)3、高頻時(shí)的分布參數(shù)電路當(dāng)線路的幾何長度大致與波長可以比擬時(shí),應(yīng)看作分布參數(shù)隨f升高,集中參數(shù)----分布參數(shù)二、傳導(dǎo)干擾傳輸線路的性質(zhì)3、高頻時(shí)的分布參數(shù)電路例:電話線傳ADSL信號(hào)二、傳導(dǎo)干擾傳輸線路的性質(zhì)3、高頻時(shí)的分布參數(shù)電路例:數(shù)字電路中用等長線或電纜作延時(shí)二、傳導(dǎo)干擾傳輸線路的性質(zhì)4、線間電壓和對地電壓把線路電壓分為兩個(gè)分量,也把干擾分為兩個(gè)分量共模電流:一對導(dǎo)線上流過的電流幅度相差甚小,相位相同。共模電流產(chǎn)生共模干擾。共模干擾和差模干擾(異模)差模電流:一對導(dǎo)線上流過的電流幅度相等,相位相反。差模電流產(chǎn)生差模干擾。二、傳導(dǎo)干擾傳輸線路的性質(zhì)4、線間電壓和對地電壓
傳輸線多為平行往復(fù)雙線的成對形式。
雙線構(gòu)成線間回路;雙線與地構(gòu)成對地回路。二、傳導(dǎo)干擾傳輸線路的性質(zhì)4、線間電壓和對地電壓例題:共模干擾和差模干擾的計(jì)算8mA2mA共模干擾電流:(8+2)/2=5mA差模干擾電流:(8-2)/2=3mA553-3二、傳導(dǎo)干擾傳輸線路的性質(zhì)4、線間電壓和對地電壓干擾發(fā)生時(shí):對地電壓由UL=U1變?yōu)閁L=U1+Uc(Uc是共模干擾電壓,差模干擾不影響對地電壓)線間電壓由UM=U2變?yōu)閁M=U2+Ud(Ud是差模干擾電壓,共模干擾不影響線間電壓)二、傳導(dǎo)干擾傳輸線路的性質(zhì)4、線間電壓和對地電壓例:手摸高壓線,但腳離地例:相電壓:220V雷擊產(chǎn)生浪涌,+150V(共模干擾電壓)線電壓:380V三相的相電壓同時(shí)抬高150V,線電壓不變?nèi)?、傳?dǎo)耦合分析1、電阻性耦合
電阻性耦合干擾的產(chǎn)生至少存在兩個(gè)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。例:公共電源耦合電路R1R2R0U0電源每個(gè)電路的電流通過該公共阻抗產(chǎn)生的電壓降都將會(huì)對另一個(gè)電路施加影響。三、傳導(dǎo)耦合分析1、電阻性耦合
電阻性耦合干擾的產(chǎn)生至少存在兩個(gè)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。例:共發(fā)射極放大電路R1R2R3VCCI1I2三、傳導(dǎo)耦合分析1、電阻性耦合如何抑制電阻性耦合干擾?
避免電路連接(例:采用雙電源)R1R2R0U0電源R3U1電源2三、傳導(dǎo)耦合分析1、電阻性耦合如何抑制電阻性耦合干擾?
避免電路連接
限制耦合阻抗(例:減小接地電阻)(例:音頻功放50Hz)R1R2R3VCCI1I2I2=(U+R3I1)/(Rbe+R3)I2=U/Rbe其中U是輸入電壓,R是發(fā)射極電阻三、傳導(dǎo)耦合分析1、電阻性耦合如何抑制電阻性耦合干擾?
避免電路連接
限制耦合阻抗
電路去耦(例:多級(jí)放大器去耦合)R4R5R6VCCI1R1R2R3I2C1C2C3三、傳導(dǎo)耦合分析1、電阻性耦合如何抑制電阻性耦合干擾?
避免電路連接
限制耦合阻抗
電路去耦R4R5R6VCCI1R1R2R3I2
電位隔離(例:光電耦合)VCC1例:電氣—機(jī)械繼電器三、傳導(dǎo)耦合分析2、電容性耦合
電容性耦合又稱為電場耦合,在干擾源與干擾對象之間存在著耦合的分布電容,干擾量是電場,即有變化的電壓du/dt雙線、平行走線都形成分布電容例:用導(dǎo)線(幾厘米)可以制作0.5~20PF的電容三、傳導(dǎo)耦合分析2、電容性耦合平行雙導(dǎo)線間的電容性耦合RC12U1C1GC2GUNRC12U1C1GC2GUN等效電路三、傳導(dǎo)耦合分析2、電容性耦合平行雙導(dǎo)線間的電容性耦合RC12U1C1GC2GUN導(dǎo)線1對導(dǎo)線2產(chǎn)生的干擾電壓為:大多數(shù)情況:簡化為:三、傳導(dǎo)耦合分析2、電容性耦合平行雙導(dǎo)線間的電容性耦合RC12U1C1GC2GUN大多數(shù)情況:簡化為:
該公式清楚的描述了兩導(dǎo)體之間的電容性耦合產(chǎn)生的干擾電壓,直接正比于干擾源頻率,導(dǎo)線間的分布電容,導(dǎo)線2與地之間的電阻,以及干擾源的電壓。三、傳導(dǎo)耦合分析2、電容性耦合平行雙導(dǎo)線間的電容性耦合RC12U1C2GUN若導(dǎo)線2對地電阻R很大則簡化為:三、傳導(dǎo)耦合分析2、電容性耦合幾種常用傳輸線的單位長度電容計(jì)算公式P39表3-1平行雙導(dǎo)線半徑不相等的平行雙導(dǎo)線平行地面的直導(dǎo)線同軸線三、傳導(dǎo)耦合分析例題:兩平行導(dǎo)線之間的電容耦合如圖所示。圖中兩導(dǎo)線間的雜散電容各導(dǎo)線對地的雜散電容,導(dǎo)線1上有頻率、的電壓。試分別計(jì)算:(1);(2);時(shí)的干擾電壓。
解:(3)工程應(yīng)用中:每米長度帶來的電容量三、傳導(dǎo)耦合分析2、電容性耦合電容性耦合干擾抑制(減小電容性耦合的措施)
兩個(gè)系統(tǒng)的耦合部分的布置應(yīng)使耦合電容盡量減小。(如避免平行走線,拉開線間距離);三、傳導(dǎo)耦合分析2、電容性耦合電容性耦合干擾抑制(減小電容性耦合的措施)
兩個(gè)系統(tǒng)的耦合部分的布置應(yīng)使耦合電容盡量減小。
采用平衡措施來消除電容性干擾。(對稱電路)C2C1C=C1-C2三、傳導(dǎo)耦合分析2、電容性耦合電容性耦合干擾抑制(減小電容性耦合的措施)
兩個(gè)系統(tǒng)的耦合部分的布置應(yīng)使耦合電容盡量減小
可對干擾源和干擾對象進(jìn)行電氣屏蔽(在屏蔽與接地講)
采用平衡措施來消除電容性干擾
減小信號(hào)變化的頻率三、傳導(dǎo)耦合分析3、電感性耦合
電感性耦合也稱為磁耦合,是由兩電路之間的磁場相互作用引起的。干擾源和干擾對象以電流回路形式存在,且磁通相交連。(3-27)(3-27)式可以看出,要減小電感性耦合干擾電壓,必須減小干擾場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B、敏感電路所包圍的面積S以及值。其中,B是磁感應(yīng)強(qiáng)度,S是閉合回路所包圍的面積,θ矢量B與S之間的夾角。三、傳導(dǎo)耦合分析3、電感性耦合
電感性耦合也稱為磁耦合,是由兩電路之間的磁場相互作用引起的。干擾源和干擾對象以電流回路形式存在,且磁通相交連。例:音頻耳機(jī)三、傳導(dǎo)耦合分析3、電感性耦合可以減小電感性耦合的措施:(1)導(dǎo)線絞合例:計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)線每兩根絞合在一起,分開后很差。三、傳導(dǎo)耦合分析3、電感性耦合可以減小電感性耦合的措施:(1)導(dǎo)線絞合(2)減小導(dǎo)線環(huán)所圍面積,增大兩個(gè)回路的距離,減小互感。注意:前面所研究的線間耦合是低頻情況下的耦合,即l<<λ時(shí),當(dāng)頻率很高時(shí),不能用集總參數(shù)來處理分布參數(shù)阻抗。區(qū)別電容性耦合和電感性耦合也就失去意義。例:發(fā)射機(jī)電纜不規(guī)范處理四、輻射耦合分析1、電基本振子的輻射輻射干擾源多數(shù)以電偶極子形式出現(xiàn)(1)電磁場分布四、輻射耦合分析1、電基本振子的輻射(2)場區(qū)劃分(近區(qū)場、中區(qū)場、遠(yuǎn)區(qū)場)近區(qū)場(r<<λ/2π)四、輻射耦合分析1、電基本振子的輻射(2)場區(qū)劃分(近區(qū)場、中區(qū)場、遠(yuǎn)區(qū)場)遠(yuǎn)區(qū)場(r>>λ/2π)本征阻抗:自由空間中:四、輻射耦合分析2、磁基本振子的輻射直徑遠(yuǎn)小于波長的載流圓環(huán)所產(chǎn)生的場,與短磁偶極子(磁流元)的場等效。另一種天線其輻射特性與磁偶極子的輻射特性十分相似。(無窮大金屬平面上的窄隙)四、輻射耦合分析3、輻射耦合方式(1)天線與天線間的輻射耦合(2)電磁場對導(dǎo)線的感應(yīng)耦合(3)電磁場對電路的耦合(4)電磁場對孔縫的耦合四、輻射耦合分析4、減小輻射耦合干擾的措施輻射屏蔽敏感設(shè)備干擾源輻射耦合(空間電磁波)四、輻射耦合分析4、減小輻射耦合干擾的措施輻射屏蔽極化隔離四、輻射耦合分析4、減小輻射耦合干擾的措施輻射屏蔽極化隔離四、輻射耦合分析4、減小輻射耦合干擾的措施輻射屏蔽距離隔離(近場1/r2,1/r3成正比,遠(yuǎn)場1/r成正比)例:天線電纜干擾電源極化隔離四、輻射耦合分析4、減小輻射耦合干擾的措施輻射屏蔽距離隔離(近場1/r2,1/r3成正比,遠(yuǎn)場1/r成正比)極化隔離四、輻射耦合分析4、減小輻射耦合干擾的措施輻射屏蔽距離隔離極化隔離方向性隔離(例:差轉(zhuǎn)臺(tái)、尋呼、手機(jī)基站的收發(fā)天線布局)四、輻射耦合分析4、減小輻射耦合干擾的措施輻射屏蔽距離隔離極化隔離方向性隔離(例:差轉(zhuǎn)臺(tái)、尋呼、手機(jī)基站的收發(fā)天線布局)四、輻射耦合分析4、減小輻射耦合干擾的措施輻射屏蔽距離隔離極化隔離方向性隔離應(yīng)用吸收涂層法(例:背腔天線)四、輻射耦合分析4、減小輻射耦合干擾的措施輻射屏蔽距離隔離極化隔離方向性隔離應(yīng)用吸收涂層法(例:電路板加吸波材料)習(xí)題1、(習(xí)題3.4)設(shè)導(dǎo)線1與導(dǎo)線2間的雜散電容為50pF,各導(dǎo)線對地的雜散電容為150pF;導(dǎo)線1上有100kHz、10V的交流信號(hào)電壓,如果R=∞,1000Ω,50Ω,試分別計(jì)算此時(shí)導(dǎo)線2上的差模干擾電壓。2、兩平行走線的導(dǎo)線,導(dǎo)線1上干擾電流為22mA,導(dǎo)線2上的干擾電流為-8mA,試求各導(dǎo)線上的共模和差模干擾電流。習(xí)題評(píng)講1、(習(xí)題3.4)設(shè)導(dǎo)線1與導(dǎo)線2間的雜散電容為50pF,各導(dǎo)線對地的雜散電容為150pF;導(dǎo)線1上有100kHz、10V的交流信號(hào)電壓,如果R=∞,1000Ω,50Ω,試分別計(jì)算此時(shí)導(dǎo)線2上的差模干擾電壓。習(xí)題評(píng)講2、兩平行走線的導(dǎo)線,導(dǎo)線1上干擾電流為22mA,導(dǎo)線2上的干擾電流為-8mA,試求各導(dǎo)線上的共模和差模干擾電流。22mA-8mA共模干擾電流:[(22+(-8)]/2=7mA差模干擾電流:[22-(-8)]/2=15mA7715-15抑制電磁干擾的三大技術(shù)接地屏蔽濾波第4章既相互獨(dú)立,也相互聯(lián)系!第4章接地與搭接技術(shù)一、接地的概念接地的定義:接地就是指在系統(tǒng)的某個(gè)選定點(diǎn)與某個(gè)基準(zhǔn)面之間建立低阻的導(dǎo)電通路。接地包含兩種含義:接大地(以地球的電位為基準(zhǔn),以大地為零電位),為電路或系統(tǒng)與“地”之間建立低阻抗通路。由防雷接地引申而來。系統(tǒng)基準(zhǔn)地(一般選金屬底座、機(jī)殼等)是為電路或系統(tǒng)提供一個(gè)零電位參考點(diǎn)。一、接地的概念系統(tǒng)基準(zhǔn)地(一般選金屬底座、機(jī)殼等)是為電路或系統(tǒng)提供一個(gè)零電位參考點(diǎn)。例:示波器接地線斷一、接地的概念系統(tǒng)基準(zhǔn)地(一般選金屬底座、機(jī)殼等)是為電路或系統(tǒng)提供一個(gè)零電位參考點(diǎn)。例:FPGA控制相控陣天線至天線數(shù)字移相器A1A2A3A4A5A6FPGA開發(fā)板電源-5V5V0V缺少基準(zhǔn)地!一、接地的概念接大地(以地球的電位為基準(zhǔn),以大地為零電位),為電路或系統(tǒng)與“地”之間建立低阻抗通路。由防雷接地引申而來。一、接地的概念接大地。一、接地的概念接大地(以地球的電位為基準(zhǔn),以大地為零電位),為電路或系統(tǒng)與“地”之間建立低阻抗通路。由防雷接地引申而來。接大地的幾點(diǎn)考慮①抑制外界場干擾,提高系統(tǒng)穩(wěn)定性②使系統(tǒng)屏蔽接地,取得良好的屏蔽效果③泄放靜電感應(yīng)電荷④防雷擊或漏電,為操作人員提供安全保障安全接地二、安全接地安全接地就是為了電路、設(shè)備及人員的安全。為了安全的接地,也稱為保護(hù)接地;例:機(jī)殼帶電;漏電保護(hù)開關(guān)30mA斷電。雙線觸電單線觸電二、安全接地安全接地就是為了電路、設(shè)備及人員的安全。例:機(jī)殼帶電;漏電保護(hù)開關(guān)30mA斷電。二、安全接地安全接地就是為了電路、設(shè)備及人員的安全。電源插座安全:例:私自接地零線,利用交流電與大地的電壓差。二、安全接地安全接地就是為了電路、設(shè)備及人員的安全。U1Z1Z2U2機(jī)箱
人體接觸漏電的機(jī)箱,相當(dāng)于連了一個(gè)電阻到地,接地相當(dāng)于再并聯(lián)一個(gè)電阻。三、信號(hào)接地1、單點(diǎn)接地——適用于低頻的接地方式
信號(hào)接地的方式分為單點(diǎn)接地、多點(diǎn)接地、混合接地和懸浮接地(簡稱浮地)電路1電路2電路3電路1電路2電路3GABCGABC(1)串聯(lián)單點(diǎn)接地(2)并聯(lián)單點(diǎn)接地三、信號(hào)接地1、單點(diǎn)接地電路1電路2電路3GABC(1)串聯(lián)單點(diǎn)接地R1R2R3I1I2I3多級(jí)電路的接地點(diǎn)應(yīng)選在靠近低電平級(jí)電路的輸入端。UA=R1(I1+I2+I3)UB=R1(I1+I2+I3)+R2(I2+I3)UC=R1(I1+I2+I3)+R2(I2+I3)+R3I3例:三級(jí)放大電路三、信號(hào)接地1、單點(diǎn)接地(1)串聯(lián)單點(diǎn)接地例:實(shí)驗(yàn)室接地
串聯(lián)單點(diǎn)接地簡單,省工省料,但易引起公共地阻抗干擾。靜電接地機(jī)殼帶電安全儀器感應(yīng)電壓差三、信號(hào)接地1、單點(diǎn)接地電路1電路2電路3GABC(2)并聯(lián)單點(diǎn)接地R3R2R1I3I2I1UA=R1I1UB=R2I2UC=R3I3從性能上講:并聯(lián)單點(diǎn)接地接地是低頻電路最佳的接地方法。缺點(diǎn):費(fèi)材料三、信號(hào)接地1、單點(diǎn)接地模擬電路1(3)串聯(lián)單點(diǎn)與并聯(lián)單點(diǎn)混合接地模擬電路1模擬電路2模擬電路3數(shù)字電路1數(shù)字電路2機(jī)械電路1機(jī)械電路2三、信號(hào)接地2、多點(diǎn)接地當(dāng)?shù)鼐€的長度接近四分之一波長時(shí),地線變成了輻射天線。在高頻下應(yīng)該使用多點(diǎn)接地,例:高頻電路板的孔金屬化接地毫歐表檢測沉銅工藝質(zhì)量放大器自激現(xiàn)象三、信號(hào)接地2、多點(diǎn)接地電路1電路2電路3ABCR1R2R3I1I2I3L1L2L3R和L因?yàn)榫嚯x短而變得可以忽略經(jīng)驗(yàn)法則:P50第2行三、信號(hào)接地3、浮地電路1電路2電路3電源線系統(tǒng)地線大地目的:減小地電流引起的干擾用于低頻小型電子設(shè)備。浮地對地電阻大,對地分布電容小,由外部共模干擾引起的流過電路的干擾電流很小。三、信號(hào)接地4、混合接地高頻盒低頻電路公共地按各部分不同的性質(zhì)接地,最后接到公共地三、信號(hào)接地5、轉(zhuǎn)換接地電路1電路2適用于低頻和高頻,采用一點(diǎn)與兩點(diǎn)轉(zhuǎn)換接地方式低頻一點(diǎn)接地高頻兩點(diǎn)接地例:超寬帶電路例:搭載兩類信號(hào)的線路四、地線回路的干擾及抑制技術(shù)1、地線回路中的電磁干擾①理想地線應(yīng)該是一個(gè)零電位、零阻抗的物理實(shí)體。但實(shí)際地線有電阻或電抗分量存在,會(huì)產(chǎn)生電壓降。②地線與其它線(信號(hào)線、電源線)形成回路,當(dāng)時(shí)變電磁場耦合到回路中時(shí),在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢,形成干擾。為了說明地回路干擾的大小,定義地回路耦合系數(shù)為:UG地回路中的共模干擾電壓四、地線回路的干擾及抑制技術(shù)2、兩點(diǎn)接地時(shí)的噪聲電壓RLRC1RSUSRC2UGRGRLRC1RSUSRC2UGRGUNP54例題四、地線回路的干擾及抑制技術(shù)3、抑制地回路耦合電磁干擾的技術(shù)(1)在信號(hào)電路中使用隔離變壓器
隔離變壓器是通過阻隔地回路的形式來抑制地回路干擾。例:彩電維修、實(shí)驗(yàn)室用1:1隔離變壓器等
必須指出,采用隔離變壓器不能傳輸直流信號(hào),也不適用于傳輸?shù)皖l信號(hào);對地線中較低頻率的干擾具有較好的抑制能力。四、地線回路的干擾及抑制技術(shù)3、抑制地回路耦合電磁干擾的技術(shù)(2)在信號(hào)電路中使用縱向扼流圈(也稱為中和變壓器)
當(dāng)傳輸信號(hào)中有直流分量或很低的頻率分量時(shí),不能使用隔離變壓器。
縱向扼流圈用雙線并繞而成。信號(hào)的電流是相反的,(異模)產(chǎn)生磁場相互抵消,呈現(xiàn)低阻抗;共模干擾的電流是相同的,產(chǎn)生的磁場疊加,呈現(xiàn)高阻抗。四、地線回路的干擾及抑制技術(shù)3、抑制地回路耦合電磁干擾的技術(shù)(2)在信號(hào)電路中使用縱向扼流圈(也稱為中和變壓器)四、地線回路的干擾及抑制技術(shù)3、抑制地回路耦合電磁干擾的技術(shù)(3)在信號(hào)傳輸線上使用磁環(huán)
無論采用同軸電纜,還是平行雙線,若套上鐵氧體磁環(huán),就能有效地抑制地線回路干擾。四、地線回路的干擾及抑制技術(shù)3、抑制地回路耦合電磁干擾的技術(shù)(4)在數(shù)據(jù)線路中使用光電耦合器和光纖電路1電路2
具有無感應(yīng)和高度隔離的優(yōu)點(diǎn),能從本質(zhì)上消除電磁干擾。四、地線回路的干擾及抑制技術(shù)3、抑制地回路耦合電磁干擾的技術(shù)(5)使用差分放大器KU0U1U2U0=K(U1-U2)U0=K[(U1+Ug)-(U2+Ug)]=K(U1-U2)Ug五、電纜屏蔽體的接地1、低頻電纜屏蔽體接地點(diǎn)的選擇(1)信號(hào)源不接地,放大器接地UG2UG1ABC1SC12C2SCD12US五、電纜屏蔽體的接地1、低頻電纜屏蔽體接地點(diǎn)的選擇(1)信號(hào)源不接地,放大器接地UG2UG1ABC1SC12C2SCD12A最差的接地方式
屏蔽體的噪聲電流全部引入放大器輸入端。US五、電纜屏蔽體的接地1、低頻電纜屏蔽體接地點(diǎn)的選擇(1)信號(hào)源不接地,放大器接地UG2UG1ABC1SC12C2SCD12B等效電路不是最佳的接地方式。USUNUG1C1SC12C2S1B2UG2五、電纜屏蔽體的接地1、低頻電纜屏蔽體接地點(diǎn)的選擇(1)信號(hào)源不接地,放大器接地UG2UG1ABC1SC12C2SCD12C等效電路最佳的接地方式?USUG1C12C2S1C2UG2C1SUN五、電纜屏蔽體的接地1、低頻電纜屏蔽體接地點(diǎn)的選擇(1)信號(hào)源不接地,放大器接地UG2UG1ABC1SC12C2SCD12D等效電路不是最佳的接地方式?US所以,C是最佳的接地方式!UG1C12C2S1D2UG2C1SUN五、電纜屏蔽體的接地1、低頻電纜屏蔽體接地點(diǎn)的選擇(2)放大器不接地,信號(hào)源接地UG2UG1ABC1SC12C2SCD12US五、電纜屏蔽體的接地1、低頻電纜屏蔽體接地點(diǎn)的選擇(2)放大器不接地,信號(hào)源接地UG2UG1ABC1SC12C2SCD12USA為最佳的接地方式!五、電纜屏蔽體的接地2、高頻電纜屏蔽體的接地雜散電容每隔0.1λ接地一次
由于雜散電容的影響,難以實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)接地。
雜散電容形成接地環(huán)路,采用多點(diǎn)接地可以解決雜散電容問題。六、屏蔽盒的接地1、單層屏蔽盒的接地123ZinU3C3SC1SC2SUNZinU3C1SC3SC2S1S32一般2、S之間電壓:六、屏蔽盒的接地1、單層屏蔽盒的接地123ZinU3C3SC1SC2SUNZinU3C1SC3SC2S1S32不能消除輸出端對輸入端的反饋六、屏蔽盒的接地1、單層屏蔽盒的接地123ZinU3C3SC1SC2SUNZinU3C1SC3SC2S1S32也不能消除反饋六、屏蔽盒的接地1、單層屏蔽盒的接地123ZinU3C3SC1SC2SUNZinU3C1SC3SC2S1S32反饋完全消除共同端與屏蔽體連接的接地方式,是最佳接地方式。六、屏蔽盒的接地2、雙層屏蔽盒的接地使高頻地電流環(huán)路最短錯(cuò)誤接法正確接法七、搭接1、搭接的目的和分類目的:在于為電流的流動(dòng)提供一個(gè)均勻的結(jié)構(gòu)面和低阻抗通路,以免形成電位差。
是指兩個(gè)金屬物體之間通過機(jī)械、化學(xué)或物理方法實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)連接,以建立一條穩(wěn)定的低阻抗電氣通路的工藝過程。直接搭接:無中間過度導(dǎo)體間接搭接:中間過度導(dǎo)體(多數(shù)采用)七、搭接2、搭接的方法永久性搭接(焊接)半永久性搭接(如螺釘壓接)例:高溫實(shí)驗(yàn)例:振動(dòng)實(shí)驗(yàn)七、搭接3、實(shí)現(xiàn)良好搭接的一般原則(1)金屬表面之間緊密接觸接觸面越大,接觸電阻越小七、搭接3、實(shí)現(xiàn)良好搭接的一般原則金屬電動(dòng)勢(V)金屬電動(dòng)勢(V)鎂-2.37鎳-0.25鈹-1.85錫-0.14鋁-1.66鉛-0.13鋅-0.76銅+0.34鉻-0.74銀+0.80鐵-0.44鉑+1.20鎘-0.40金+1.50常用金屬的電化序(1)金屬表面之間緊密接觸(2)盡可能用相同的金屬材料,或電化序相近的金屬材料。例:銅鋁混接七、搭接3、實(shí)現(xiàn)良好搭接的一般原則(1)金屬表面之間緊密接觸(2)盡可能用相同的金屬材料,或電化序相近的金屬材料。(3)承受電流例:電線膠皮融化現(xiàn)象七、搭接3、實(shí)現(xiàn)良好搭接的一般原則(1)金屬表面之間緊密接觸(2)盡可能用相同的金屬材料,或電化序相近的金屬材料。(3)承受電流(4)盡量小的電阻和電感使用導(dǎo)電性好,短粗的金屬導(dǎo)體七、搭接3、實(shí)現(xiàn)良好搭接的一般原則(1)金屬表面之間緊密接觸(2)盡可能用相同的金屬材料,或電化序相近的金屬材料。(3)承受電流(4)盡量小的電阻和電感(5)搭接點(diǎn)防腐蝕接觸表面鍍金搭接點(diǎn)用油漆覆蓋等七、搭接4、搭接電阻的要求一般搭接電阻:5~10mΩ土建設(shè)施搭接電阻:10~20mΩ電磁兼容實(shí)驗(yàn)室內(nèi)搭接電阻:2.5mΩ易燃易爆電路搭接電阻:0.5~2.5mΩ例:美國飛機(jī)(飛行器)設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定,飛行器的搭接阻抗小于2.5mΩ,因?yàn)槿剂暇植侩妷撼^500V時(shí),會(huì)造成燃料燃燒。七、搭接5、搭接電阻的測試恒流源機(jī)柜地線I=2A
數(shù)字電壓表
搭接電阻不僅是直流電阻,高頻時(shí)的地線,相當(dāng)于電感電容的并聯(lián)網(wǎng)絡(luò),用頻譜儀等測量高頻阻抗特性。習(xí)題習(xí)題4.5附圖中的A點(diǎn)為信號(hào)源的接地點(diǎn),B點(diǎn)為放大器的接地點(diǎn),這兩個(gè)接地點(diǎn)間電位不可能完全相同,設(shè)電位差Ug=100mV(10A的電流流經(jīng)0.01Ω的接地電阻),若Rs=500Ω,Rc1=Rc2=1Ω,RL=1000Ω,試計(jì)算加到放大器輸入端的干擾電壓有多大?抑制電磁干擾的三大技術(shù)接地屏蔽濾波第5章第5章屏蔽技術(shù)一、概述1、屏蔽的目的和作用目的:一、概述1、屏蔽的目的和作用①限制內(nèi)部輻射的電磁能量泄露出該內(nèi)部區(qū)域;②防止外來的輻射干擾進(jìn)入某一區(qū)域。目的:一、概述1、屏蔽的目的和作用抑制以場的形式造成的干擾。作用:屏蔽輻射干擾一、概述2、屏蔽的分類根據(jù)屏蔽的工作原理,分為三大類。電屏蔽磁屏蔽電磁屏蔽一、概述2、屏蔽的分類電屏蔽包含靜電屏蔽和交變電場屏蔽靜電屏蔽屏蔽體把電場終止于導(dǎo)體表面,通過地線中和導(dǎo)體表面上的感應(yīng)電荷。靜電屏蔽必須具備兩個(gè)基本要求:完整的屏蔽導(dǎo)體和良好的接地。[例:手機(jī)和手持電子設(shè)備的防靜電屏蔽]電屏蔽一、概述2、屏蔽的分類
低頻(30kHz以下)磁場的屏蔽常用高磁導(dǎo)率的鐵磁材料,對磁場產(chǎn)生分路作用而實(shí)現(xiàn)屏蔽。而高頻時(shí)鐵磁材料的磁性損耗很大,導(dǎo)磁率明顯下降。
高頻磁場的屏蔽采用的是低電阻率的良導(dǎo)體材料,例如銅、鋁等。利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象在屏蔽體表面產(chǎn)生的渦流的反磁場,抑制或抵消屏蔽體外的磁場。磁屏蔽例:發(fā)電廠鋼筋混泥土墻的屏蔽一、概述2、屏蔽的分類
通常說的屏蔽,一般是指電磁屏蔽,即是指對電場和磁場同時(shí)加以屏蔽。(電磁屏蔽通常用來防止高頻電磁場的影響。)
在交變場中,電場和磁場分量同時(shí)存在,只是在頻率低時(shí),干擾一般發(fā)生在近場,近場隨干擾源不同,電場和磁場區(qū)別很大,如高壓低電流源以電場為主,磁場分量可忽略,這時(shí)可以只考慮電屏蔽。電磁屏蔽例:金屬盒裝手機(jī)能打通嗎?屏蔽效能一、概述3、屏蔽效能屏蔽效能定義為空間某點(diǎn)上未加屏蔽時(shí)的電場強(qiáng)度E0(或磁場強(qiáng)度H0)與加屏蔽后該點(diǎn)的電場強(qiáng)度E1(或磁場強(qiáng)度H1)的比值,表示為SE=E0/E1
或SE=H0/H1用分貝表示:一、概述3、屏蔽效能P70表5-1無屏蔽場強(qiáng)有屏蔽場強(qiáng)屏蔽效能SE(dB)10120100140100016010000180100000110010000001120一、概述3、屏蔽效能[例]屏蔽室效能的實(shí)測方法介紹P70表5-2機(jī)箱類型屏蔽效能SE(dB)民用產(chǎn)品40dB以下軍用設(shè)備60TEMPEST設(shè)備80屏蔽室屏蔽艙100以上二、電屏蔽1、電屏蔽的原理與分析+q(1)
主動(dòng)屏蔽二、電屏蔽1、電屏蔽的原理與分析(2)
被動(dòng)屏蔽二、電屏蔽1、電屏蔽的原理與分析(2)
被動(dòng)屏蔽屏蔽體等電位,內(nèi)部沒有電力線二、電屏蔽1、電屏蔽的原理與分析(2)
被動(dòng)屏蔽二、電屏蔽1、電屏蔽的原理與分析(2)
被動(dòng)屏蔽二、電屏蔽2、低頻電屏蔽效能的計(jì)算CSR0干擾源接受器USCSR0CRUN0CRSRUSUN0
低頻集中參數(shù),用電路的方法分析。接收器盡可能貼近地板,增大CR,增大干擾源與接收器的距離,減小CSR0減小干擾的措施:二、電屏蔽2、低頻電屏蔽效能的計(jì)算CSP干擾源接受器USCSRCRUN1CRSRUSUN1加不接地屏蔽體PCRPCSRCPCPCSPCRP不接地屏蔽體增加了電容耦合,使干擾變大。近似情況下:二、電屏蔽2、低頻電屏蔽效能的計(jì)算CSP干擾源接受器USCSRCRUN1CRSRUSUN1將屏蔽體P接地CRPCSRCRP
只是由于屏蔽體不是無限大,由剩余電容CSR造成的一點(diǎn)干擾。二、電屏蔽2、低頻電屏蔽效能的計(jì)算電屏蔽效能的計(jì)算根據(jù)感應(yīng)電壓正比于干擾場強(qiáng)用V/m單位解釋(電磁輻射安全見下頁)二、電屏蔽2、低頻電屏蔽效能的計(jì)算用V/m單位解釋波長單位一級(jí)(安全區(qū))容許場強(qiáng)二級(jí)(中間區(qū))容許場強(qiáng)長、中、短波V/m〈10〈25超短波V/m〈5〈12微波μW/cm2〈10〈40混合V/m按主要波段場強(qiáng);若各波段場分散,則按復(fù)合場強(qiáng)加權(quán)確定二、電屏蔽3、電屏蔽的設(shè)計(jì)要點(diǎn)(1)良好接地最好是屏蔽體直接接地二、電屏蔽3、電屏蔽的設(shè)計(jì)要點(diǎn)(1)良好接地(2)正確選擇接地點(diǎn)由于地線非理想導(dǎo)體,地電流會(huì)在上圖三個(gè)接地點(diǎn)間產(chǎn)生電位差。屏蔽體的接地點(diǎn)應(yīng)盡量靠近低電平部件。CSP干擾源接受器CRSRUSCRPCSR二、電屏蔽3、電屏蔽的設(shè)計(jì)要點(diǎn)(1)良好接地(2)正確選擇接地點(diǎn)(3)合理設(shè)計(jì)屏蔽體形狀盒狀好于板狀屏蔽,剩余電容CsR小;全封閉好于有孔。二、電屏蔽3、電屏蔽的設(shè)計(jì)要點(diǎn)(1)良好接地(2)正確選擇接地點(diǎn)(3)合理設(shè)計(jì)屏蔽體形狀(4)注意屏蔽材料的選擇采用銅、鋁等良導(dǎo)體,高頻時(shí)銅鍍銀,提高屏蔽效能二、電屏蔽3、電屏蔽的設(shè)計(jì)要點(diǎn)(1)良好接地(2)正確選擇接地點(diǎn)(3)合理設(shè)計(jì)屏蔽體形狀(4)注意屏蔽材料的選擇(5)電屏蔽的厚度只需滿足結(jié)構(gòu)剛性要求電屏蔽效能對厚度沒有要求二、電屏蔽4、多級(jí)級(jí)聯(lián)電路的屏蔽盒結(jié)構(gòu)(1)共蓋結(jié)構(gòu)中間加螺母或安放導(dǎo)電襯墊USCSZRURCRUSCSCRZRZGZG可見,減小ZG可以減小干擾二、電屏蔽4、多級(jí)級(jí)聯(lián)電路的屏蔽盒結(jié)構(gòu)(1)共蓋結(jié)構(gòu)中間加螺母或安放導(dǎo)電襯墊USCSZRURCRZG可見,減小ZG可以減小干擾二、電屏蔽4、多級(jí)級(jí)聯(lián)電路的屏蔽盒結(jié)構(gòu)(1)共蓋結(jié)構(gòu)(2)分蓋結(jié)構(gòu)分蓋結(jié)構(gòu)就是在每一個(gè)屏蔽隔板間單獨(dú)用蓋子封閉。二、電屏蔽4、多級(jí)級(jí)聯(lián)電路的屏蔽盒結(jié)構(gòu)(1)共蓋結(jié)構(gòu)(2)分蓋結(jié)構(gòu)分蓋結(jié)構(gòu)就是在每一個(gè)屏蔽隔板間單獨(dú)用蓋子封閉。USCSCRZRCZG1ZG2USCSZRURCZG1CRZG2二、電屏蔽4、多級(jí)級(jí)聯(lián)電路的屏蔽盒結(jié)構(gòu)(1)共蓋結(jié)構(gòu)(2)分蓋結(jié)構(gòu)分蓋結(jié)構(gòu)的屏蔽效能優(yōu)于共蓋結(jié)構(gòu)。但成本更高,級(jí)間隔離要求高時(shí)采用。USCSCRZRCZG1ZG2USCSZRURCZG1CRZG2三、磁屏蔽1、磁屏蔽的原理與分析(1)低頻磁屏蔽是利用屏蔽體對磁通進(jìn)行分流。磁阻越小越好。磁阻與磁路的橫截面S和磁導(dǎo)率成反比。(通常指從恒定磁場到30KHz)例:DC-DC電路三、磁屏蔽①μ越高,屏蔽罩越厚,磁阻Rm越小,屏蔽效果越好。1、磁屏蔽的原理與分析(1)低頻磁屏蔽是利用屏蔽體對磁通進(jìn)行分流。磁阻越小越好。磁阻與磁路的橫截面S和磁導(dǎo)率成反比。②在垂直磁力線的方向不能開口或縫隙,否則切斷磁力線,磁阻增大,屏蔽效果變差。③不能用于高頻磁場,因高頻時(shí)鐵磁材料中的磁性損耗很大,導(dǎo)磁率明顯下降。三、磁屏蔽1、磁屏蔽的原理與分析(2)射頻磁屏蔽是利用良導(dǎo)體在入射高頻磁場作用下產(chǎn)生渦流,并由渦流的反向磁通抑制和抵消入射磁場。射頻磁屏蔽原理P75圖5-10三、磁屏蔽2、磁屏蔽的效能的計(jì)算(1)薄壁球形屏蔽體(邊界條件簡單)abμr通過求解球坐標(biāo)系的拉普拉斯方程,可得:三、磁屏蔽2、磁屏蔽的效能的計(jì)算(1)薄壁球形屏蔽體abμr實(shí)際電子設(shè)備中極少使用球形屏蔽體,我們討論它,是因?yàn)檫吔鐥l件簡單。三、磁屏蔽2、磁屏蔽的效能的計(jì)算(2)非球形屏蔽體的屏蔽效能轉(zhuǎn)換為體積相等的球體,求等效半徑三、磁屏蔽3、磁屏蔽體的設(shè)計(jì)要點(diǎn)(1)選用鐵磁性材料(硅鋼、鐵鎳合金等)(2)磁性元件不能碰內(nèi)壁,防磁短路現(xiàn)象(3)由于加工厚度不超過2.5mm,可用雙層或多層(4)屏蔽強(qiáng)磁場時(shí)防止磁飽和(5)注意屏蔽體上開孔方向(6)磁屏蔽不需接地,接地可同時(shí)電屏蔽四、電磁屏蔽1、電磁屏蔽的原理和分析(1)空氣和金屬交界面的阻抗不連續(xù),產(chǎn)生反射。(2)部分透射入屏蔽體,在屏蔽體內(nèi)傳播衰減。(3)剩余能量在兩個(gè)分界面多次反射四、電磁屏蔽2、單層金屬板的電磁屏蔽的屏蔽效能反射損耗吸收損耗多次反射修正因子無限大平面均勻屏蔽體的屏蔽效能用分貝表示:四、電磁屏蔽2、單層金屬板的電磁屏蔽的屏蔽效能(1)吸收損耗At為金屬屏蔽體厚度(mm)μr
為相對磁導(dǎo)率σr為相對于銅的電導(dǎo)率四、電磁屏蔽2、單層金屬板的電磁屏蔽的屏蔽效能(2)反射損耗R遠(yuǎn)場區(qū):近場區(qū):電場為主:磁場為主:四、電磁屏蔽2、單層金屬板的電磁屏蔽的屏蔽效能(3)多次反射修正因子BA>10dB,可以不考慮多次反射的影響P82例5-2四、電磁屏蔽3、雙層屏蔽的電磁屏蔽效能12多次反射損耗,以兩層之間的空氣為主疊加關(guān)系:四、電磁屏蔽4、薄膜屏蔽的電磁屏蔽效能時(shí),稱為薄膜屏蔽由于吸收損耗可以忽略,屏蔽效能與頻率相關(guān)性不大。P83表5-4屏蔽層厚度105nm1259nm2196nm21960nm頻率1MHz1GHz1MHz1GHz1MHz1GHz1MHz1GHz吸收損耗A0.0140.440.165.20.299.22.992反射損耗R10979109791097910979修正因子B-47-17-26-0.6-21-0.6-3.50屏蔽效能SE626283848890108171銅薄膜屏蔽層的屏蔽效能四、電磁屏蔽4、薄膜屏蔽的電磁屏蔽效能由于薄膜工藝的缺陷,屏蔽效能的計(jì)算值與實(shí)測值有差異。四、電磁屏蔽5、非實(shí)心型屏蔽體的電磁屏蔽效能共有P種因素產(chǎn)生泄漏,綜合屏蔽效能為在電氣上存在不連續(xù)的屏蔽體,稱為非實(shí)心型P85例5-3四、電磁屏蔽5、非實(shí)心型屏蔽體的電磁屏蔽效能共有P種因素產(chǎn)生泄漏,綜合屏蔽效能為P85例5-3某頻率下機(jī)殼屏蔽材料本身有110dB的屏蔽效能,其它泄漏因素有:(1)濾波與連接器面板101dB;(2)通風(fēng)孔92dB;(3)門88dB;(4)接縫泄漏83dB。求機(jī)箱的總屏蔽效能。解:根據(jù)式(5-41)四、電磁屏蔽5、非實(shí)心型屏蔽體的電磁屏蔽效能共有P種因素產(chǎn)生泄漏,綜合屏蔽效能為P85例5-3去掉接縫泄漏因素某頻率下機(jī)殼屏蔽材料本身有110dB的屏蔽效能,其它泄漏因素有:(1)濾波與連接器面板101dB;(2)通風(fēng)孔92dB;(3)門88dB。求機(jī)箱的總屏蔽效能。解:根據(jù)式(5-41)四、電磁屏蔽5、非實(shí)心型屏蔽體的電磁屏蔽效能共有P種因素產(chǎn)生泄漏,綜合屏蔽效能為P85例5-3不同因素屏蔽效能泄漏因素機(jī)殼濾波板通風(fēng)孔門接縫總屏蔽效能11010192888376.61101019288×82.711010192××88.6110101×××98.3110××××110四、電磁屏蔽6、裝配面處接縫泄漏的抑制縫隙的泄漏,對高頻電磁波很嚴(yán)重!方法1:增加縫隙深度,縫隙越深衰減越大四、電磁屏蔽6、裝配面處接縫泄漏的抑制縫隙的泄漏,對高頻電磁波很嚴(yán)重!方法2:使用電磁密封襯墊,導(dǎo)電性和彈性導(dǎo)電橡膠鈹銅指形簧片四、電磁屏蔽7、通風(fēng)孔的屏蔽(1)在通風(fēng)孔上加金屬網(wǎng)罩100MHz以上時(shí)屏蔽效能顯著下降,適合于屏蔽要求低的場合孔隙率高時(shí),每個(gè)波長60根以上的金屬絲,與金屬板反射損耗相近。四、電磁屏蔽7、通風(fēng)孔的屏蔽(2)用穿孔金屬板做通風(fēng)孔四、電磁屏蔽7、通風(fēng)孔的屏蔽(2)用穿孔金屬板做通風(fēng)孔孔數(shù)目修正項(xiàng)低頻穿透修正項(xiàng)孔間互耦修正項(xiàng)P88例5-4四、電磁屏蔽7、通風(fēng)孔的屏蔽(3)截止波導(dǎo)式通風(fēng)孔A、矩形波導(dǎo)
其截止波長為:故截止頻率為:其中,a為矩形波導(dǎo)寬邊尺寸(單位:cm)電磁波頻率低于波導(dǎo)截止頻率時(shí),電磁波傳輸產(chǎn)生很大衰減。具有最大截止波長的傳播模式是四、電磁屏蔽7、通風(fēng)孔的屏蔽(3)截止波導(dǎo)式通風(fēng)孔B、圓波導(dǎo)C、六角形波導(dǎo)屏蔽效能:四、電磁屏蔽7、通風(fēng)孔的屏蔽(3)截止波導(dǎo)式通風(fēng)孔用很多根截止波導(dǎo)排列成陣,增大通風(fēng)量雙層錯(cuò)位疊置的蜂窩狀通風(fēng)板,增大屏蔽效能四、電磁屏蔽7、通風(fēng)孔的屏蔽截止波導(dǎo)通風(fēng)窗的設(shè)計(jì)步驟:①確定波導(dǎo)的截止頻率最高需要屏蔽的頻率為fm一般取fc=(5~10)fm四、電磁屏蔽7、通風(fēng)孔的屏蔽截止波導(dǎo)通風(fēng)窗的設(shè)計(jì)步驟:①確定波導(dǎo)的截止頻率②確定波導(dǎo)的截面形狀四、電磁屏蔽7、通風(fēng)孔的屏蔽截止波導(dǎo)通風(fēng)窗的設(shè)計(jì)步驟:①確定波導(dǎo)的截止頻率②確定波導(dǎo)的截面形狀③確定波導(dǎo)的截面尺寸四、電磁屏蔽7、通風(fēng)孔的屏蔽截止波導(dǎo)通風(fēng)窗的設(shè)計(jì)步驟:①確定波導(dǎo)的截止頻率②確定波導(dǎo)的截面形狀③確定波導(dǎo)的截面尺寸④根據(jù)波導(dǎo)通風(fēng)面積確定波導(dǎo)數(shù)目N四、電磁屏蔽7、通風(fēng)孔的屏蔽截止波導(dǎo)通風(fēng)窗的設(shè)計(jì)步驟:①確定波導(dǎo)的截止頻率②確定波導(dǎo)的截面形狀③確定波導(dǎo)的截面尺寸④根據(jù)波導(dǎo)通風(fēng)面積確定波導(dǎo)數(shù)目N⑤確定單根波導(dǎo)的屏蔽效能四、電磁屏蔽7、通風(fēng)孔的屏蔽截止波導(dǎo)通風(fēng)窗的設(shè)計(jì)步驟:①確定波導(dǎo)的截止頻率②確定波導(dǎo)的截面形狀③確定波導(dǎo)的截面尺寸④根據(jù)波導(dǎo)通風(fēng)面積確定波導(dǎo)數(shù)目N⑤確定單根波導(dǎo)的屏蔽效能⑥確定波導(dǎo)的長度四、電磁屏蔽8、觀察窗口(顯示器件)泄漏的抑制透明屏蔽材料在顯示器后面加屏蔽艙屏蔽玻璃四、電磁屏蔽9、器件調(diào)諧孔(有連接桿的操作器件)泄漏的抑制截止頻率:采用截止波導(dǎo)結(jié)構(gòu)(圓波導(dǎo))長度大于三倍直徑五、電磁屏蔽設(shè)計(jì)要點(diǎn)(1)確定屏蔽效能
根據(jù)未實(shí)施屏蔽時(shí)存在的干擾發(fā)射電平以及按電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范允許的干擾發(fā)射電平極限值,或干擾輻射敏感度電平極限值,提出必須的屏蔽效能值。例:不同應(yīng)用,不同屏蔽要求;接收機(jī)調(diào)試(低)和靈敏度測試(高)屏蔽要求不同。五、電磁屏蔽設(shè)計(jì)要點(diǎn)(1)確定屏蔽效能(2)確定屏蔽類型導(dǎo)電塑料機(jī)殼----單層金屬板屏蔽----雙層屏蔽五、電磁屏蔽設(shè)計(jì)要點(diǎn)(1)確定屏蔽效能(2)確定屏蔽類型(3)進(jìn)行屏蔽結(jié)構(gòu)的完整性設(shè)計(jì)①對必須的通風(fēng)孔、焊接縫、電源線路、信號(hào)線路等電磁泄漏,采取相應(yīng)措施抑制②屏蔽體的諧振問題(通過設(shè)計(jì),使工作頻段內(nèi)無諧振點(diǎn))mnp取正整數(shù)lwh為長寬高習(xí)題1.習(xí)題5.42.習(xí)題5.5抑制電磁干擾的三大技術(shù)接地屏蔽濾波第6章第6章濾波技術(shù)引言干擾源敏感體傳導(dǎo)干擾輻射干擾電源線屏蔽濾波一、電磁干擾濾波器概述1、濾波器的特性濾波器的特性參數(shù)包括:插入損耗、頻率特性、阻抗特性、額定電壓額定電流等
當(dāng)干擾頻譜不同于有用信號(hào)的頻帶時(shí),用濾波器。完全抑制不可能,只能減小到一定程度。(例:雙工器)一、電磁干擾濾波器概述1、濾波器的特性(1)插入損耗U1不接濾波器時(shí),源在同一負(fù)載建立的電壓[注意符號(hào)]U2源通過濾波器在負(fù)載上建立的電壓例:功放和天線間接入濾波器插損0.30.50.8123功率93%89%83%79%63%50%一、電磁干擾濾波器概述1、濾波器的特性(2)頻率特性濾波器的插入損耗隨頻率變化的特性頻率特性參數(shù)通帶與阻帶中心頻率、截止頻率、帶寬fS21一、電磁干擾濾波器概述1、濾波器的特性(3)阻抗特性EMI濾波器常工作于阻抗不匹配的狀態(tài)信號(hào)濾波器則嚴(yán)格匹配
濾波器的輸入阻抗、輸出阻抗直接影響濾波器的插入損耗一、電磁干擾濾波器概述1、濾波器的特性(4)額定電流一、電磁干擾濾波器概述1、濾波器的特性(5)額定電壓C=εS/d=Q/U一、電磁干擾濾波器概述1、濾波器的特性(6)安全性能耐壓、漏電流、絕緣、溫升一、電磁干擾濾波器概述1、濾波器的特性(7)可靠性
電磁兼容問題不能及時(shí)發(fā)現(xiàn),使電磁兼容濾波器可靠性要求更高。一、電磁干擾濾波器概述2、濾波器的分類按頻率特性分:帶通濾波器帶阻濾波器低通濾波器高通濾波器收音機(jī)雙頻帶功率放大功放末級(jí)濾波ADSL分音器一、電磁干擾濾波器概述2、濾波器的分類按濾波機(jī)理分反射式濾波器吸收式濾波器不要的能量反射回干擾源不要的能量吸收發(fā)熱一、電磁干擾濾波器概述2、濾波器的分類按工作條件分無源濾波器有源濾波器一、電磁干擾濾波器概述2、濾波器的分類按使用場合分電源濾波器信號(hào)濾波器一、電磁干擾濾波器概述3、電磁干擾濾波器的特點(diǎn)①往往工作于阻抗不匹配的條件下,源阻抗和負(fù)載阻抗隨頻率變化而變化;②干擾電平幅度變化大,有可能使電磁干擾濾波器出現(xiàn)飽和效應(yīng);③頻率范圍往往是超寬帶。二、插入損耗的計(jì)算方法ZLZSUSU20二、插入損耗的計(jì)算方法ZLZSUSU20ZSUSU2濾波網(wǎng)絡(luò)U1I2I1ZL用A參數(shù)表示濾波器網(wǎng)絡(luò),其參數(shù)矩陣為:其中:二、插入損耗的計(jì)算方法ZLZSUSU20ZSUSU2濾波網(wǎng)絡(luò)U1I2I1ZL傳輸方程:聯(lián)立求解:二、插入損耗的計(jì)算方法ZLZSUSU20ZSUSU2濾波網(wǎng)絡(luò)U1I2I1ZL由于得到插入損耗三、反射式濾波器1、低通濾波器
利用并聯(lián)電容的旁路作用和串聯(lián)電感的阻擋作用,濾除干擾電流。
低通濾波器,對低頻信號(hào)幾乎無衰減通過,但阻止高頻信號(hào)通過,在抗干擾技術(shù)中采用最多。fS21三、反射式濾波器(1)低通濾波器的電路形式R(高)CUSR(高)
并聯(lián)電容濾波器由(6-9)式:求A參數(shù)若ZS=ZL=R三、反射式濾波器R(低)LUSR(低)(1)低通濾波器的電路形式
串聯(lián)電感濾波器
常用于源和負(fù)載都是低阻抗的電路。三、反射式濾波器R(高)LUSR(低)C(1)低通濾波器的電路形式
Г形濾波器
常用高干擾源阻抗和低負(fù)載阻抗的電路。三、反射式濾波器R(低)LUSR(高)C(1)低通濾波器的電路形式
反Γ形濾波器
常用低干擾源阻抗和高負(fù)載阻抗的電路。三、反射式濾波器R(高)LUSR(高)CC(1)低通濾波器的電路形式
Π形濾波器干擾源和負(fù)載都是高阻抗三、反射式濾波器R(低)LU
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