下载文档原格式
接地——最主要的抗干扰方法接地是降低干扰最主要的方法，合理的接地与布线可以解决大部分噪声问题。
地可以分为两类：一是安全地，二是信号地。
安全地通常是地电平，而信号地可能是地电平也可能不是；安全地大多数情况下需要接在一点，而对信号地则不合适。
安全地要求电子仪器的chassis(机箱)或enclosure接地，防止shock hazard或者避免交流电安全问题。
地一般定义为提供电势参考的等电势点或面板，但对于实际应用并不合适，因为不等电势。
在设计时要注意电流回路的路径，这决定了电路的易感性和辐射性。
为了更好地理解实际系统中地的局限性和问题，对地一个比较好的定义是电流流回源的低阻抗路径。
信号地通常分为三类：（1）单点接地，包括并联单点接地和串联单点接地；（2）多点接地；（3）混合接地。
对于一个系统首先要设计地线。
对于串联单点接地，不理想，但最常用。
对于具有不同电源电平不适合用，大的地电流对各部分地电势影响较大。
对于并联单点接地，在低频时是很好的方法，没有交叉耦合问题，但布线较麻烦，需要线路较多。
单点接地的限制在于在高频时地导体的电感增加了地阻抗，不能用于高频电路。
对于多点接地，用于高频和数字电路以减小地阻抗，每个电路与地板的连接应尽可能短。
多点接地不适用于低频电路。
通常1MHz以下单点接地比较好，而高于10MHz多点接地比较好。
而在1M~10M 之间，视导线长度而定。
另外增加地线厚度对高频阻抗没有作用，因为电流都集中于表面。
接地存在公共阻抗耦合的问题，高的地线阻抗（通常较大的电感）、较大的地电流（一般为交流电流或磁场pickup）、敏感的接地电路。
单点接地通过分离地电流克服上述的问题，但必须是在低频情况下；多点接地通过产生较低的地阻抗也可以克服上述问题，但是在高频情况下。
因此对于存在高频和低频的系统来说最好采用混合的接地方式。
对于具有不同类型电路（模拟电路、数字电路、噪声电路等）的系统必须合适地接地，不同的电路的地线应该接在一起，通过接在一个点上。
抑制开关电源电磁干扰的措施开关电源存在着共模干扰和差模干扰两种电磁干扰形式。
根据上篇分析的电磁干扰源，结合它们的耦合途径，可以从EMI 滤波器、吸收电路、接地和屏蔽等几个方面来抑制干扰，把电磁干扰衰减到允许限度之内。
1.交流输入EMI 滤波器滤波是一种抑制传导干扰的方法，在电源输入端接上滤波器可以抑制来自电网的噪声对电源本身的侵害，也可以抑制由开关电源产生并向电网反馈的干扰。
电源滤波器作为抑制电源线传导干扰的重要单元，在设备或系统的电磁兼容设计中具有极其重要的作用。
电源进线端通常采用如图1 所示的EMI 滤波器电路。
该电路可以有效地抑制交流电源输入端的低频差模骚扰和高频段共模骚扰。
在电路中，跨接在电源两端的差模电容Cx1、Cx2 （亦称X 电容）用于滤除差模干扰信号，一般采用陶瓷电容器或聚脂薄膜电容器，电容值通常取0.1~ 0. 47F。
而中间连线接地的共模电容Cy1和Cy2 （亦称Y 电容）则用来短路共模噪声电流，取值范围通常为C1=C2 # 2200 pF。
抑制电感L1、L2 通常取100~ 130H，共模扼流圈L 是由两股等同并且按同方向绕制在一个磁芯上的线圈组成，通常要求其电感量L#15~ 25 mH。
当负载电流渡过共模扼流圈时，串联在火线上的线圈所产生的磁力线和串联在零线上线圈所产生的磁力线方向相反，它们在磁芯中相互抵消。
因此，即使在大负载电流的情况下，磁芯也不会饱和。
而对于共模干扰电流，两个线圈产生的磁场是同方向的，会呈现较大电感，从而起到衰减共模干扰信号的作用。
2.利用吸收电路开关电源产生EMI 的主要原因是电压和电流的急剧变化，因而需要尽可能地降低电路中电压和电流的变化率（ du/ dt 和di/ dt ）。
采取吸收电路能够抑制EMI，其基本原理就是在开关关断时为其提供旁路，吸收积蓄在寄生分布参数中的能量，从而抑制干扰的发生。
可以在开关管两端并联如图2（ a）所示的RC 吸收电路，开关管或二极管在开通和关断过程中，管中产生的反向尖峰电流和尖峰电压，可以通过缓冲的方法予以克服。
接地抗干扰分析及处理1前言在弱电自控系统中，模拟信号的采集，处理与传输过程中，抗干扰技术尤为重要，而抑制干扰有多种，其中接地是抑制干扰的使系统可靠工作的主要方法。
在安装及处理此类故障中，能把接地和屏蔽正确地结合起来使用，可以解决大部分的干扰问题。
在此，来探讨一下系统接地问题。
2正确的接地方法接地有两个基本的目的是消除各电路电流流经线公共地线阻抗所产生的噪声耦合。
所以，正确地接地是重要现时复杂，理想的接地情况是一个系统所以接地点与大地之间的阻抗为零，但这是做不到的，实际中总存在联结阻抗和分布电容。
如果地线不佳或接地处理不当，都会影响接地质量，在一般过程中要求：（1）接地电阻在要求范围内，即一般自控系统应小于或等于4欧姆；（2）要有足够的机械强度；（3）具有耐腐蚀及防腐处理；（4）自控系统的仪器表，特别是PLC等要单独接。
在上述要求中，后三条只要按要求，规定设计，施工就可以满足，关健是第一条的接地电阻，根据有关介绍及经验，决定接地电阻大小的因素有：（1）接地线的电阻和接地体本身的电阻；（2）接地体表面与周围土壤之间的接触电阻；（3）接地体周围的电阻率；所以，降低接地电阻主要方法有：一是设法降低地面的固有电阻率；二是增加接地棒长度，三是尽量减少接地导线长度以降低接电线的阻抗。
其中，降低电阻率尤为重要，通常，它是决定接地电阻的大小。
3各种不同接地的处理正确进行接地设计安装之外，还要正确处理各种不同信号的接地处理。
在自动控制系统中，大至有以下几种地线：（1）数字地：这种地也叫逻辑地，是各种开关量（数字量）信号的零电位；（2）模拟地：这种地是种种模拟量信号的零电位；（3）信号地：这种地通常为传感器的地；（4）交流地：交流供电电源的地，这种地线通常是产生噪声的地；（5）屏蔽地：也称机壳地，为防止静电感应和磁场感应而设。
以上这些地线如何处理是自控系统设计，安装，调试一个重要问题，下面就讨论这些问题，并提出不同的处理方法。
什么是电磁干扰如何避免它对电路的影响电磁干扰（Electromagnetic Interference，简称EMI）是指电磁波在工作环境中相互干扰，造成电路或设备正常运行的干扰现象。
它会导致电路信号的失真、传输错误以及设备的故障或性能下降。
为了避免电磁干扰对电路的影响，我们可以采取以下几种方法。
1. 屏蔽技术屏蔽技术是一种常用的抑制电磁干扰的方法。
通过在电路周围添加金属屏蔽罩或屏蔽壳，可以有效地阻隔外部电磁波的干扰。
同时，在电路布局设计中，应尽量减少敏感元件与干扰源之间的距离，避免信号受到干扰。
2. 地线设计良好的地线设计可以有效减少电磁干扰。
在电路设计中，应首先确保地线的连续性和稳定性，以提供最短的信号回路和最低的接地电阻。
同时，应避免地线回路与其他信号回路的交叉，减少互相干扰的可能性。
3. 滤波器滤波器是一种通过筛选电磁波频率，抑制不同频率干扰的装置。
可以根据不同的干扰频带，选择合适的滤波器进行安装。
滤波器可以将干扰信号滤除，使电路仅接收需要的信号。
4. 接地和屏蔽电缆使用符合标准的接地电缆和屏蔽电缆是减少电磁干扰的有效手段。
接地电缆能够将干扰信号引至地面，屏蔽电缆则能够在传输信号的同时阻挡外部干扰信号的进入。
5. 合理布局在电路设计中，合理布局是避免电磁干扰的关键。
应将敏感元件与干扰源、高功率元件相互隔离，避免它们之间互相干扰。
同时，尽量减少布线长度，缩短信号传输路径，可有效降低干扰的可能性。
6. 使用屏蔽材料在电路设计中使用屏蔽材料，如铁氧体、铜箔等，能够有效地吸收、反射或屏蔽外部电磁波，减少干扰的传输。
7. 电磁兼容测试在电路设计完成后，应进行电磁兼容测试。
通过测试和评估电路系统在电磁环境中的性能，可以发现潜在的干扰问题，并采取相应的措施加以解决。
同时，对电路中的关键元件和主要干扰源进行监测和分析，有助于提前预防和识别干扰问题。
综上所述，电磁干扰对电路的影响是不容忽视的。
通过合理设计布局、使用屏蔽技术和滤波器等措施，可以有效降低电磁干扰对电路的影响，保证电路的正常运行和稳定性。
抗干扰的接地处理及屏蔽处理抗干扰接地处理的主要内容：（1）避开地环电流的干扰；（2）降低公共地线阻抗的耦合干扰。
一点接地有效地避开了地环电流；而在一点接地前提下，并联接地则是降低公共地线阻抗的耦合干扰的有效措施；它们是工业控制系统采用的最基本的接地方法。
工业控制系统接地的含义不一定就是接大地。
例如直流接地只是定义电路或系统的基准电位。
它可以悬浮，但要求与大地严格绝缘。
通常，其绝缘电阻要达到50M&Omega以上。
直流地悬浮隔离了交流地网的干扰，经济简便，工程中经常使用。
直流地悬浮的缺点是机器容易带静电，如果该静电电位过高，会损坏器件，击伤操作人员等等；而且，如果这时直流地与大地的绝缘电阻减小，可能会产生很多原先没有想到的干扰。
直流地接大地，按照国家标准，要埋设一个不大于４&Omega 的独立接地体。
但无论直流地悬浮或者接大地，直流地与大地之间的电位都存在着间接或者直接的关系。
工业控制机所操作的各种输入输出信号之间接地是否合理，不只是形成相互耦合干扰的问题，有时还危及计算机系统的安全。
在实际的工业控制系统中，各种通道的信号频率大多在１MHz内，属于低频范围。
因此，谈谈低频范围的接地。
1.串联接地在串联接地方式中，各电路各有一个电流i1、i2、i3等流向接地点。
由于地线存在电阻，因此，每个串联接点的电位不再是零，于是各个电路间相互发生干扰。
尤其是强信号电路将严重干扰弱信号电路。
如果必须要这样使用，应当尽力减小公共地线的阻抗，使其能达到系统的抗干扰容限要求。
串联的次序是：最怕干扰的电路的地应最接近公共地，而最不怕干扰的电路的地可以稍远离公共地。
2.并联接地并联接地方式：在工业控制机中的模拟通道和数字通道采用并联接地。
并联接地中各个电路的地电位只与其自身的地线阻抗和地电流有关，互相之间不会造成耦合干扰。
因此，有效地克服了公共地线阻抗的耦合干扰问题，工业控制机应当尽量采用并联接地方式。
值得注意的是，虽然采用了并联接地方式，但是地线仍然要粗一些，以使各个电路部件之间的地电位差尽量减小。
解析几种有效的开关电源电磁干扰的抑制措施本文先分析了开关电源产生电磁干扰的机理, ,就目前几种有效的开关电源电磁干扰措施进行了分析比较，并为开关电源电磁干扰的进一步研究提出参考建议。
目前，许多大学及科研单位都进行了开关电源EMI（Electromagnetic Interference）的研究，他们中有些从EMI产生的机理出发，有些从EMI 产生的影响出发，都提出了许多实用有价值的方案。
这里分析与比较了几种有效的方案，并为开关电源EMI 的抑制措施提出新的参考建议。
一、开关电源电磁干扰的产生机理开关电源产生的干扰,按噪声干扰源种类来分,可分为尖峰干扰和谐波干扰两种;若按耦合通路来分,可分为传导干扰和辐射干扰两种。
现在按噪声干扰源来分别说明：1、二极管的反向恢复时间引起的干扰高频整流回路中的整流二极管正向导通时有较大的正向电流流过,在其受反偏电压而转向截止时,由于PN结中有较多的载流子积累,因而在载流子消失之前的一段时间里,电流会反向流动,致使载流子消失的反向恢复电流急剧减少而发生很大的电流变化(di/dt)。
2、开关管工作时产生的谐波干扰功率开关管在导通时流过较大的脉冲电流。
例如正激型、推挽型和桥式变换器的输入电流波形在阻性负载时近似为矩形波,其中含有丰富的高次谐波分量。
当采用零电流、零电压开关时,这种谐波干扰将会很小。
另外,功率开关管在截止期间,高频变压器绕组漏感引起的电流突变,也会产生尖峰干扰。
3、交流输入回路产生的干扰无工频变压器的开关电源输入端整流管在反向恢复期间会引起高频衰减振荡产生干扰。
开关电源产生的尖峰干扰和谐波干扰能量,通过开关电源的输入输出线传播出去而形成的干扰称之为传导干扰;而谐波和寄生振荡的能量,通过输入输出线传播时,都会在空间产生电场和磁场。
这种通过电磁辐射产生的干扰称为辐射干扰。
4、其他原因元器件的寄生参数，开关电源的原理图设计不够完美，印刷线路板（PCB）走线通常采用手工布置，具有很大的随意性，PCB的近场干扰大，并且印刷板上器件的安装、放置，以及方位的不合理都会造成EMI干扰。
２０１０年第９期 ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ Ｏ机械与电子０ 科技信息 电磁干扰的产生及简单抑制方法 赵 （常州工程职业技术学院 明 江苏常州２１３１６４）
【摘要】电磁干扰是指任何可能引起装置、设备或系统性能降低或者对有生命或无生命物质产生损害作用的电磁现象。解决电磁干扰问 题，一般可采取：接地技术、滤波抑制干扰技术、屏蔽技术。在市场经济的今天，由于在产品的开发中忽略电磁兼容性设计而带来的损失已不仅仅 是经济效益的问题，有时已经危及到企业的生存。为此，电磁干扰抑制技术的应用在工厂生产、科研及教学等工作中正日益得到重视。 【关键词】电磁干扰；电磁兼容；接地技术；滤波抑制干扰；屏蔽技术
电子技术和信息技术是社会进步的标志．是我国提高劳动生产 率，加快社会主义现代化建设的突破口。随着自动化技术的发展，自动 化程度的提高，各种自动化设备越来越先进，使用的越来越多。然而， 在加速发展电子技术和信息技术的同时，许多系统环境都遇到了一个 共同的技术障碍，即电磁兼容性问题。它是指在同一个环境中工作的 电子设备要达到一个相互兼容的状态，任何一台设备的工作不能影响 其它设备的正常工作。但系统仪器相互问产生电磁干扰的现象越来越 严重，以致影响系统工作的正常进行。显然，电磁干扰的抑制是适应自 动化程度的提高，电子设备、信息设备广泛普及的必然要求。在市场经 济的今天，由于在产品的开发中忽略电磁兼容性设计而带来的损失已 不仅仅是经济效益的问题，有时已经危及到企业的生存。为此，电磁干 扰抑制技术的应用在工厂生产、科研及教学等工作中正日益得到重 视。 所谓电磁干扰是指任何可能引起装置、设备或系统性能降低或者 对有生命或无生命物质产生损害作用的电磁现象。它可能是电磁噪 声、无用信号或传播媒介自身的变化，它可能引起设备或系统降级或 损害。而电磁干扰则是由电磁骚扰引起的后果。根据干扰传播的途径， 电磁干扰可分为辐射干扰和传导干扰。辐射干扰是通过空间并以电磁 波的特性和规律传播的，传导干扰是沿着导体传播的干扰。所以传导 干扰的传播，必备的条件是在干扰源和接收器之间有一完整的电路连 接。 要实现电磁兼容，就要从分析形成电磁干扰后果的基本要素出 发。由电磁骚扰源发射的电磁能量，经过耦合途径传输到敏感设备，这 个过程称为电磁干扰效应。因此，形成电磁于扰后果必须具备三个基 本要素：电磁骚扰源、耦合途径和敏感设备。 解决电磁兼容问题，一般可采取：接地技术、滤波抑制干扰、屏蔽技 术。 １ 接地技术 接地目的有两个，一是为伤害电流提供一个通路，这是安全接地； 另一个是为从外部进人到系统的信号提供一个参考。接地的理由是： １．１ 电路正常工作的需要 电路的工作过程就是在线路中传输各种 电信号的过程。电压是两个电位的差值。在实际中，要将电压信息从一 个电路传输到另一个电路有两个方案，一个是用两根线同时将两个电 位传输过去，另一个方案是取一个电位稳定的点作参考电位点，只用一 根线传输另一个电位，通常这个电位参考点取大地。所以，电路要正常 工作，必须接地，以取得参考电位。 １．２设备安全的需要 用交流供电的设备要充分考虑人身安全问 题。当设备内电源与机壳之间的绝缘电阻下降时，机壳上的电压会造 成人身伤害，这时必须将机壳接地。 例如某火灾报警设备在做电源线敏感度测试时，发生死机或误报 警，设备程序发生故障。通过检查设备的电源输入电路，发现滤波器安 装有问题。在这个设备中，滤波器安装在表面喷漆的机箱表面，通过一 根导线接到机箱上。金属机箱外壳接地，由于有绝缘的保护漆，从电磁 干扰抑制的角度说，滤波器的接地是不良的。滤波器的这种安装方式 对高频干扰几乎没有滤波效果。因为滤波器的内部有一个主要的滤波 器件是旁路电容，它主要起对高频干扰滤波的作用。当采用这样的安 装方式时，由于接地导线过长，其电感是不能忽略的，因此旁路电容的 等效电路相当于是一个电容和电感的串联网络，当经过谐振点后，呈现 电感的特性，旁路作用减弱，直到完全失去。因此，这个滤波器对高频干 扰的滤波效果很差。找到了问题的所在，解决问题是十分简单的，只要 将滤波器与机箱之间的绝缘漆刮掉。并清洁干净 使滤波器与机箱之间 保持大面积的直接接触即可。经过这样处理后，该设备当干扰脉冲的 幅度达到时，也不会出现故障。 我们知道变压器是必须接地线的，为使设备抗更强的干扰，对变 压器进行改进。在初级与次级之问加隔离层。增加隔离层后，使在初级 经过滤波后残留的干扰信号通过初级线圈与隔离层之间的寄生电容 耦合到隔离层上，由于隔离层是接地的，将干扰旁路到地，以提高设备 的抗干扰性能。如果没有隔离层，初级的干扰将通过初级、次级之间的 寄生电容直接耦合到次级。 在设计的一开始就考虑布局与地线是解决电磁干扰问题最廉价 和有效的方法。良好设计的地线系统并不会增加成本。很多的电磁兼 容问题是由于布线和接地不当造成，良好的布线和接地能够提高抗扰 度。又能够减小干扰发射。
