emc地线干扰机理
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电磁兼容性( EMC)是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。
因此,EMC防护知识主要涉及如何降低设备或系统产生的电磁干扰以及提高其抵抗电磁干扰的能力。
以下是一些常见的EMC防护知识:
1.接地:接地是EMC防护中最基本的方法之一。
通过将设备或系统的接地,可以将静
电和电磁干扰导入地下,从而减少对设备的干扰。
2.屏蔽:屏蔽是另一种常用的EMC防护方法。
通过使用导电材料(如金属)制成的屏
蔽体,可以有效地隔离和减少电磁干扰的传播。
3.滤波:滤波技术可以有效地减少电磁干扰的传播。
通过使用适当的滤波器,可以减
少信号中的噪声和干扰成分,从而降低电磁干扰的影响。
4.电缆管理:电缆是电磁干扰的主要传播途径之一。
因此,良好的电缆管理对于EMC
防护至关重要。
确保电缆远离干扰源,避免电缆过长,以及使用适当的电缆类型都可以降低电磁干扰的影响。
5.设备布局:设备布局对于EMC防护也非常重要。
确保敏感设备远离干扰源,并按照
特定的规则和顺序排列设备,可以减少电磁干扰的影响。
6.软件开发:软件开发人员在编写代码时也应该考虑EMC问题。
通过使用适当的算法
和数据结构,可以减少软件运行时产生的电磁干扰。
以上是一些常见的EMC防护知识,但具体的实现方法可能因设备和系统的不同而有所差异。
因此,在实际应用中,建议参考相关设备的EMC标准和规范,以确保设备或系统的正常运行和可靠性。
EMC电磁兼容整改一般来说主要的整改方法EMC电磁兼容整改一般来说主要的整改方法有如下几种:一、EMC电磁兼容整改之减弱干扰源在找到干扰源的基础上,可对干扰源进行允许范围内的减弱。
二、EMC电磁兼容整改之电线电缆的分类整理在电子设备中,线间耦合是一种重要的途径,也是造成干扰的重要原因,因为频率的因素,可大体分为高频耦合与低频耦合。
因耦合方式不同,其整改方法也是不同的,下边分别讨论:EMC电磁兼容整改之低频耦合:低频耦合是指导线长度等于或小于1/16波长的情况,低频耦合又可分为电场和磁场耦合,电场耦合的物理模型是电容耦合,因此整改的主要目的是减小分布耦合电容或减小耦合量。
EMC电磁兼容整改之高频耦合:高频耦合是指长于1/4波长的走线由于电路中出现电压和电流的驻波,会使耦合量增强。
三、EMC电磁兼容整改之改善地线系统EMC电磁兼容整改理想的地线是一个零阻抗,零电位的物理实体,它不仅是信号的参考点,而且电流流过时不会产生电压降。
在具体的电气电子设备中,这种理想地线是不存在的,当电流流过地线时必然会产生电压降。
据此可根据地线中干扰形成机理可归结为以下两点:1.减小低阻抗和电源馈线阻抗。
2.正确选择接地方式和阻隔地环路,按接地方式来分有悬浮地、单点接地、多点接地、混合接地。
如果敏感线的干扰主要来自外部空间或系统外壳,此时可采用悬浮地的方式加以解决,但是悬浮地设备容易产生静电积累,当电荷达到一定程度后,会产生静电放电,所以悬浮地不宜用于一般的电子设备。
单点接地适用于低频电路,为防止工频电流及其他杂散电流在信号地线上各点之间产生地电位差,信号地线与电源及安全地线隔离,在电源线接大地处单点连接。
单点接地主要适用于频率低于3MHz的情况。
多点接地是高频信号唯一实用的接地方式,在射频时会呈现传输线特性,为使多点接地的有效性,当接地导体长度超过最高频率1/8波长时,多点接地需要一个等电位接地平面。
多点接地适用于300KHz以上。
EMC原理传导辐射详解共模传导是指电磁干扰信号以共同的模态传导,并引入到其他电路或系统中。
共模传导主要发生在电源线、信号线、地线等电缆或导线上,当电磁波经过导线时,会产生电压或电流,进而引起干扰。
共模传导的原因主要包括线路长度、布线方式、支路接口、驱动源负载、接地系统等。
为了减少共模传导的干扰,可以采取一定的屏蔽措施,如使用屏蔽电缆、布线时距离间隔、增加线路的地面反射性等。
差模传导是指电磁干扰信号通过差模模态传导,并引入到其他电路或系统中。
差模传导主要发生在差模信号线中,差模信号是指两个信号线之间的差值。
差模传导的主要原因包括信号线的电流不平衡、信号线之间的电压差异、信号线的电阻差异等。
为了减少差模传导的干扰,可以采取一些方法,如使用双绞线、增加信号线电阻匹配、增加差模电流等。
辐射是指电磁干扰信号通过空间电磁波辐射的方式传播,并引起其他电路或系统的干扰。
辐射主要分为近场辐射和远场辐射。
近场辐射是指电磁波离开辐射源后,在辐射场中的一个区域内进行辐射传播。
在这个区域中,电磁波的电场和磁场分量具有非常复杂的时空变化规律。
近场辐射主要发生在高频电路、天线等设备中,会导致与之相邻的设备产生干扰。
为了减少近场辐射的干扰,可以采取一些方法,如合理布局电路、选择合适的天线、增加辐射吸收材料等。
远场辐射则是指电磁波在空间中传播到远离辐射源的一个区域。
在远场区域内,电场和磁场具有从辐射源向远离源的方向逐渐减弱的特点,同时它们的比例关系以及传播速度都有规律可循。
远场辐射主要发生在无线通信设备、雷达等设备中,并对周围的设备和系统产生干扰。
为了减少远场辐射的干扰,可以采取一些方法,如增加辐射源的耦合电容、选择合适的频率和天线、增加辐射源的屏蔽等。
综上所述,EMC原理中的传导和辐射是电磁兼容性问题中两个重要的方面。
共模传导和差模传导是电磁干扰信号通过导线传导到其他电路中的两种方式,而近场辐射和远场辐射则是电磁干扰信号通过电磁波辐射方式传播到其他设备和系统中的两种方式。
电机电磁兼容性设计原理电机电磁兼容性(EMC)设计是一种确保电机正确运行并避免对周围电子设备造成干扰的重要原理。
在设计电机系统时,我们需要考虑各种因素,以确保整个系统在电磁环境中的稳定工作。
本文将介绍电机电磁兼容性设计的原理以及一些常用的方法。
一、电机电磁干扰源分析在进行电机电磁兼容性设计之前,首先需要对电机系统的电磁干扰源进行分析。
电机系统中可能存在着各种电磁干扰源,比如电机本身的辐射、电磁波等。
通过对这些干扰源的分析,我们可以有针对性地采取措施来减少电磁干扰。
二、设计电机系统的地线地线是电机系统中非常重要的一个组成部分,它可以有效地减少电磁干扰。
在设计电机系统时,应当合理规划地线的布局,确保每个部分都有良好的接地。
同时,地线的长度也要控制在合适的范围内,以减小电磁回路的面积。
三、滤波器的应用滤波器是电机系统中常用的一种降噪装置,能够滤除电磁波等干扰信号,提高系统的稳定性。
在设计电机系统时,应当考虑在适当的位置设置滤波器,以减少电磁干扰的影响。
四、合理设计电机系统的线路线路的设计直接影响着电机系统的电磁兼容性。
在设计电机系统的线路时,应当尽量减少回路的面积,避免形成大面积的回路,从而减小电磁干扰的可能性。
同时,线路的设计也应当合理布局,避免出现干扰信号的交叉。
五、屏蔽的使用在一些特殊情况下,可以考虑使用屏蔽来减少电磁干扰。
屏蔽可以有效地隔绝电磁波等干扰信号,提高系统的电磁兼容性。
在设计电机系统时,可以考虑在敏感部位设置屏蔽,减少干扰信号的影响。
六、定期测试和检查为了确保电机系统的电磁兼容性设计符合要求,应当定期进行测试和检查。
通过测试可以检测系统中存在的电磁干扰,并及时采取相应的措施。
定期检查也可以确保系统的稳定性和可靠性。
综上所述,电机电磁兼容性设计是电机系统设计中非常重要的一个环节。
通过合理设计电机系统的地线、使用滤波器、合理设计线路等方法,可以有效地提高系统的电磁兼容性,确保系统在电磁环境中正确运行。
CAN(Controller Area Network)总线是一种广泛应用于汽车及工业自动化领域的多主通讯系统。
由于它使用差分信号传输,通常具有较好的抗干扰能力,但在恶劣的电磁环境中,仍可能出现EMC(Electromagnetic Compatibility)干扰问题。
CAN信号的EMC干扰机理主要包括以下几个方面:1. **电磁辐射干扰(Radiated Interference)**:- 辐射干扰是指干扰源通过空间辐射的方式对CAN信号产生影响。
例如,其他电子设备的工作产生的高频电磁波可能耦合到CAN总线上,引起信号误码。
2. **电磁感应干扰(Inductive Interference)**:- 当电流变化时,会在周围产生磁场,这个磁场可能会穿过PCB板并对邻近的CAN信号线产生感应电压,造成信号干扰。
3. **电容耦合干扰(Capacitive Coupling)**:- 电容耦合是干扰信号通过电容方式耦合到CAN总线上的。
这种干扰可能发生在相邻的走线之间,或者通过共同的电源或地线传播。
4. **共模干扰**:- 共模干扰是指干扰信号通过电路的共同路径(如公共地线或电源线)传播。
这种干扰可能影响CAN总线的完整性,导致数据错误。
5. **差模干扰**:- 差模干扰是指干扰信号直接作用于CAN总线的差分信号线上。
这种干扰可能会改变CAN信号的差分电压,导致数据错误。
6. **地回流干扰**:- 地回流干扰是指由于地线或电源线的电阻,导致电流不能有效回流,从而在CAN总线信号线中产生干扰。
为了减少这些干扰,可以采取以下EMC设计措施:- **电路布局**:合理布局电路,尽量减少走线长度,使用专门的CAN信号线,并避免与高功率信号线相邻。
- **屏蔽**:对CAN总线和敏感电路采用屏蔽措施,如使用屏蔽电缆和屏蔽罩,以减少辐射和感应干扰。
- **滤波**:在CAN总线入口处使用滤波器,以减少高频噪声的影响。
电源设计中的EMC问题与解决方法在电源设计过程中,电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,简称EMC)问题是一个需要被高度关注的重要方面。
EMC问题的存在可能导致电子设备之间的相互干扰,从而影响系统的正常工作。
因此,深入了解电源设计中的EMC问题并寻求解决方法,对于保证产品稳定性和可靠性具有重要意义。
首先,我们来了解一些常见的EMC问题。
电源设计中的EMC问题主要包括以下几个方面:1. 电源线干扰:电源线作为电源输入和输出的连接途径,可能成为传导干扰的通道。
当电源线上的高频噪声传导到其他部分时,会引起其他电子设备的干扰,影响其正常使用。
2. EMI辐射:电源设备在工作过程中会产生电磁辐射,如果辐射幅度过高,可能会对周围的其他设备和信号线路产生干扰,使其无法正常工作。
3. 地线干扰:地线是电路中的参考电位点,负责回流电流。
但如果地线的阻抗较大或者回流电流过大,可能会导致地线产生较大的共模干扰,进而影响整个系统的正常工作。
接下来,我们将介绍一些解决电源设计中EMC问题的方法:1. 合理的布局设计:在电源设计过程中,应注意合理的布局设计。
通过将不同电路板的布局位置安排合理,减小信号之间的干扰。
将高频和低频电路分开布局,采用屏蔽罩等措施对敏感电路进行隔离,以减少电磁辐射和传导干扰。
2. 使用滤波器:在电源设计中,适当选择并使用滤波器可以有效减小电源线上的高频噪声。
滤波器能够过滤掉不需要的高频干扰信号,提高电源线的电磁兼容性。
3. 优化接地设计:合理的地线设计对于解决地线干扰问题至关重要。
通过降低地线的阻抗并增加回流电流的路径,减小共模干扰的产生。
同时,合理选择接地点,如使用星型接地方式,可以减少单点接地带来的电磁干扰。
4. 选择合适的电源元件:在电源设计中,选择合适的电源元件也能够有效降低EMC问题。
例如,采用能够提供更好电源抗干扰能力的开关电源,选择低电磁辐射的磁性元件等。
基于EMC的共模干扰与差模干扰以及抑制方法什么是共模与差模电器设备的电源线,电话等的通信线, 与其它设备或外围设备相互交换的通讯线路,至少有两根导线,这两根导线作为往返线路输送电力或信号,在这两根导线之外通常还有第三导体,这就是"地线"。
电压和电流的变化通过导线传输时有两种形态, 一种是两根导线分别做为往返线路传输, 我们称之为"差模";另一种是两根导线做去路,地线做返回传输, 我们称之为"共模"。
如上图, 蓝色信号是在两根导线内部作往返传输的,我们称之为"差模";而黄信号是在信号与地线之间传输的,我们称之为"共模"。
共模干扰与差模干扰任何两根电源线或通信线上所存在的干扰,均可用共模干扰和差模干扰来表示:共模干扰在导线与地(机壳)之间传输,属于非对称性干扰,它定义为任何载流导体与参考地之间的不希望有的电位差;差模干扰在两导线之间传输,属于对称性干扰,它定义为任何两个载流导体之间的不希望有的电位差。
在一般情况下,共模干扰幅度大、频率高,还可以通过导线产生辐射,所造成的干扰较大。
差模干扰幅度小、频率低、所造成的干扰较小。
共模干扰信号共模干扰的电流大小不一定相等,但是方向(相位)相同的。
电气设备对外的干扰多以共模干扰为主,外来的干扰也多以共模干扰为主,共模干扰本身一般不会对设备产生危害,但是如果共模干扰转变为差模干扰,干扰就严重了,因为有用信号都是差模信号。
差模干扰信号差模干扰的电流大小相等,方向(相位)相反。
由于走线的分布电容、电感、信号走线阻抗不连续,以及信号回流路径流过了意料之外的通路等,差模电流会转换成共模电流。
共模干扰产生原因1. 电网串入共模干扰电压。
2. 辐射干扰(如雷电,设备电弧,附近电台,大功率辐射源)在信号线上感应出共模干扰,原因是交变的磁场产生交变的电流,地线-零线回路面积与地线-火线回路面积不相同,两个回路阻抗不同等原因造成电流大小不同。
emc 原理EMC原理是指电磁兼容原理,它是指在电子设备或系统中,各种电磁场相互作用下,能够保持设备或系统正常工作,不产生不可接受的电磁干扰,也不会对周围环境产生不可接受的电磁辐射的能力。
EMC原理在现代电子技术中起着重要的作用,它关乎着电子设备的正常工作、人员的健康以及环境保护。
EMC原理的核心在于对电磁场的控制和管理。
电磁场是由电流产生的,而电流会在导线中形成电磁场,这一点是我们在日常生活中常常可以观察到的。
当电流在导线中流动时,会产生一个磁场,同时也会产生一个电场。
而这两种场的相互作用,就是电磁场。
在电子设备中,不同的电路之间会产生不同的电磁场。
当电磁场相互作用时,可能会出现干扰的情况,这就是我们常说的电磁干扰。
如果干扰严重到一定程度,就会导致设备工作不正常,甚至损坏。
为了避免这种情况的发生,我们就需要进行EMC设计。
EMC设计的关键在于控制电磁场的产生和传播。
首先,我们需要对电路进行合理的布局设计,以减少电磁辐射的程度。
这一点非常重要,因为电磁辐射是电磁干扰的主要来源之一。
通过合理的布局,可以将不同的电路分开放置,减少彼此之间的电磁相互作用。
我们需要对电路进行合理的屏蔽设计。
屏蔽是指在电路周围设置屏蔽组件,以阻止电磁场的传播。
屏蔽可以采用多种材料,如金属、导电胶等,这些材料具有良好的导电性能,可以吸收或反射电磁波,从而减少电磁辐射的程度。
我们还可以采用滤波器等被动元件来对电路进行抑制。
滤波器可以将电磁波进行滤波处理,使其频率范围在一定的范围内,从而减少电磁辐射和电磁干扰的程度。
除了以上的措施,我们还可以通过合理的接地设计来减少电磁干扰。
接地是指将电路的引地导线连接到地面,从而形成一个电位参考点。
通过接地,可以将电路中的电磁波导引到地面,从而减少电磁辐射和电磁干扰的程度。
总的来说,EMC原理是通过控制和管理电磁场,以实现电子设备的正常工作、人员的健康和环境的保护。
通过合理的布局设计、屏蔽设计、滤波器设计和接地设计等措施,可以有效地减少电磁辐射和电磁干扰的程度。
一、地线设计在电子设备中,接地是控制干扰的重要方法。
如能将接地和屏蔽正确结合起来使用,可解决大部分干扰问题。
电子设备中地线结构大致有系统地、机壳地(屏蔽地)、数字地(逻辑地)和模拟地等。
在地线设计中应注意以下几点:1.正确选择单点接地与多点接地在低频电路中,信号的工作频率小于1MHz,它的布线和器件间的电感影响较小,而接地电路形成的环流对干扰影响较大,因而应采用一点接地。
当信号工作频率大于10MHz时,地线阻抗变得很大,此时应尽量降低地线阻抗,应采用就近多点接地。
当工作频率在1~10MHz 时,如果采用一点接地,其地线长度不应超过波长的1/20,否则应采用多点接地法。
2.将数字电路与模拟电路分开电路板上既有高速逻辑电路,又有线性电路,应使它们尽量分开,而两者的地线不要相混,分别与电源端地线相连。
要尽量加大线性电路的接地面积。
3.尽量加粗接地线若接地线很细,接地电位则随电流的变化而变化,致使电子设备的定时信号电平不稳,抗噪声性能变坏。
因此应将接地线尽量加粗,使它能通过三位于印制电路板的允许电流。
如有可能,接地线的宽度应大于3mm.4.将接地线构成闭环路设计只由数字电路组成的印制电路板的地线系统时,将接地线做成闭环路可以明显的提高抗噪声能力。
其原因在于:印制电路板上有很多集成电路元件,尤其遇有耗电多的元件时,因受接地线粗细的限制,会在地结上产生较大的电位差,引起抗噪声能力下降,若将接地结构成环路,则会缩小电位差值,提高电子设备的抗噪声能力。
二、电磁兼容性设计电磁兼容性是指电子设备在各种电磁环境中仍能够协调、有效地进行工作的能力。
电磁兼容性设计的目的是使电子设备既能抑制各种外来的干扰,使电子设备在特定的电磁环境中能够正常工作,同时又能减少电子设备本身对其它电子设备的电磁干扰。
1.选择合理的导线宽度由于瞬变电流在印制线条上所产生的冲击干扰主要是由印制导线的电感成分造成的,因此应尽量减小印制导线的电感量。
接地改善emc的原理
接地改善EMC(Electromagnetic Compatibility)的原理是通过
合理设计和布置接地系统,减少或消除电气设备之间的电磁干扰,以确保设备正常工作并符合EMC标准。
以下是接地改善EMC的基本原理:
1. 建立一个良好的共用接地系统:设备之间的共用接地系统应具有低电阻、低电感和低电容的特性,以确保接地效果良好。
2. 减少接地回路的电阻:接地回路的电阻越小,电流流过时产生的电压降就越小,从而减少电磁干扰。
3. 减少接地回路的电感:电感是因为线圈或导线周围的磁场产生的,会对信号的传输产生干扰。
减少接地回路的电感可以减小电磁干扰。
4. 减少接地回路的电容:电容是因为导体之间的绝缘层产生的,会对信号的传输产生影响。
减少接地回路的电容可以减小信号的传输损耗。
5. 使用适当的接地设备:如地线、接地板、接地线等,可以提供低电阻和低电感的接地路径,以增强接地效果。
6. 隔离和屏蔽:使用隔离设备和屏蔽材料来隔离和屏蔽电磁辐射源,减少电磁干扰。
7. 合理布置电缆和导线:避免电缆和导线之间的相互干扰,例如使用足够大的距离、使用屏蔽、使用扭曲对、减少环路等。
综上所述,接地改善EMC的原理是通过降低接地回路的电阻、电感和电容,以及使用合适的接地设备和合理布置电缆等方法,来减少电磁干扰,提高电气设备的EMC性能。
地线对EMC的影响很多人都认为,电路中的地线或接地电路都是不带电的,实际上,这种认为是错误的。
在一般的直流电路或低频电路中,当不考虑电磁感应时,可以认为电路中的地线或接地电路是不带电的,但在存在电磁感应的电路中,就不要轻易认为电路中的地线或接地电路是不带电的。
举个简单例子吧,谁会相信,几十万伏的高压输电线的正中心是不带电的。
但事实上,由于电场的相互作用,导体中的电荷分布主要都是集中在导体的外表面,而导体的中心电荷几乎为0,所以带电导体的中心是不带电的。
这个原理可以用验电器在一个带电空心金属球的中心进行测试作证明,在一个带电空心金属球的中心电场强度的确为零,从而也可证明带电导体中心的电场强度为零,即不带电。
在具有电磁感应的电路中,无论电路是否闭合回路,或者是开路,在与电场方向一致的导体中都会产生位移电流,无论是导体或者是绝缘体在电场中都会产生极化带电;当电场的方向不断改变时,电流的方向也会跟随电场的方向改变而改变,电流将一会儿向前跑,一会儿向后跑。
导体被极化带电的过程,可参考图12中的天线被极化的过程。
另外,磁感应也会使导体或电路产生感应电动势,使导体或电路带电。
一个被充满电的电容器,它的两个电极就是带电体,一端带正电,另一端带负电,而真正不带电的地方是在电容器的中间;同理,一个被感应的变压器次级线圈,它的两个输出端口也会带电,而真正不带电的地方只有在变压器线圈的中间抽头处。
严格来说,只有电位为零的物体,我们才能称它不带电;或者说,只要电位不为零的物体我们都应该称它为带电体。
但这样一来,我们实际中接触到很多的具体电路就只能用等效电路来表示了,所以,有时把问题太复杂化了也不好,但过于简单有时也会把实质性的问题给掩盖住了。
一只小鸟,如果它站在电视发射天线的中间,它一般是不会产生触电危险的,但如果它站在电视发射天线的某一端,它可能会立刻被电死。
这说明发射天线的中间是不带电的,而发射天线的两端都是带电的。
地线干扰产生的原理在电力系统中,地线是一种重要的保护措施,可以有效地防止电击和火灾等危险事故的发生。
但是,地线也会产生干扰,影响电力系统的正常运行。
本文将介绍地线干扰产生的原理及其对电力系统的影响。
一、地线干扰的原理地线干扰是指地线电流对电力系统其他电路产生的电磁干扰。
地线电流是指在电力系统中由于故障或其他原因而流入地面的电流。
在一些特殊的情况下,地线电流会通过地面形成一个环路,与电力系统中的其他电路产生交流,从而产生干扰。
地线干扰的产生原理可以通过电磁场理论来解释。
当地线电流通过地面时,会在地面周围产生一个电磁场。
这个电磁场会与其他电路的电磁场相互作用,从而产生相互干扰。
具体来说,地线电流会在地面中产生电势差,从而形成一个环路。
这个环路会与其他电路产生电磁耦合,从而使其他电路中的电流和电压发生变化,从而影响电力系统的正常运行。
二、地线干扰的影响地线干扰对电力系统的影响主要表现在以下几个方面:1. 电压和电流的变化地线干扰会使电力系统中的电压和电流发生变化。
这种变化可能会导致电力设备的故障和损坏,从而影响电力系统的正常运行。
2. 电磁波辐射地线干扰产生的电磁波辐射会对周围的电子设备和人体产生影响。
长期暴露在电磁辐射下可能会对人体健康产生不良影响。
3. 通信干扰地线干扰会影响无线通信和有线通信。
这种干扰可能会导致通信信号的丢失和误码,从而影响通信的可靠性。
4. 其他影响地线干扰还可能会对电力系统的其他方面产生影响,如电力质量、电能计量等。
三、地线干扰的防治为了防止地线干扰对电力系统的影响,需要采取相应的防治措施。
具体来说,可以采取以下措施:1. 降低地线电流降低地线电流是减少地线干扰的有效措施之一。
可以通过加强绝缘、减少故障、降低电流密度等方式来降低地线电流。
2. 增加接地电阻增加接地电阻可以减少地线电流的流动,从而减少地线干扰。
可以通过增加接地电阻的面积或采用合适的接地方式来实现。
3. 采用屏蔽技术采用屏蔽技术可以有效地减少电磁干扰。
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传导干扰主要是电子设备产生的干扰信号通过导电介质或公共电源线互相产生干扰;辐射干扰是指电子设备产生的干扰信号通过空间耦合把干扰信号传给另一个电网络或电子设备。
为了防止一些电子产品产生的电磁干扰影响或破坏其它电子设备的正常工作,各国政府或一些国际组织都相继提出或制定了一些对电子产品产生电磁干扰有关规章或标准,符合这些规章或标准的产品就可称为具有电磁兼容性EMC(Electromagnetic Compatibility)。
电磁兼容性EMC 标准不是恒定不变的,而是天天都在改变,这也是各国政府或经济组织,保护自己利益经常采取的手段。
EMC标准及测试国际标准1、国际电工委员为IEC2、国际标准华组织ISO3、电气电子工程师学会IEEE4、欧盟电信标准委员会ETSI5、国际无线电通信咨询委员CCIR6、国际通讯联盟ITU6、国际电工委员会IEC有以下分会进行EMC标准研究-CISPR:国际无线电干扰特别委员会-TC77:电气设备(包括电网)内电磁兼容技术委员会-TC65:工业过程测量和控制国际标准化组织1、FCC联邦通2、VDE德国电气工程师协会3、VCCI日本民间干扰4、BS英国标准5、ABSI美国国家标准6、GOSTR俄罗斯政府标准7、GB、GB/T中国国家标准EMI测试1、辐射骚扰电磁场(RE)2、骚扰功率(DP)3、传导骚扰(CE)4、谐波电路(Harmonic)5、电压波动及闪烁(Flicker)6、瞬态骚扰电源(TDV)EMS测试1、辐射敏感度试验(RS)2、工频次次辐射敏感度试验(PMS)3、静电放电抗扰度(ESD)4、射频场感应的传导骚扰抗扰度测试(CS)5、电压暂降,短时中断和电压变化抗扰度测试(DIP)6、浪涌(冲击)抗扰度测试(SURGE)7、电快速瞬变脉冲群抗扰度测试(EFT/B)8、电力线感应/接触(Power induction/contact)EMC测试结果的评价A级:实验中技术性能指标正常B级:试验中性能暂时降低,功能不丧失,实验后能自行恢复C级:功能允许丧失,但能自恢复,或操作者干预后能恢复R级:除保护元件外,不允许出现因设备(元件)或软件损坏数据丢失而造成不能恢复的功能丧失或性能降低。
环测威官网:/可以通过接地(GND)平面避免或解决电子产品中的许多EMI / EMC问题。
但是,请确保您的GND平面是真正的GND平面。
ø的用于在电子电路中排放和免疫的最危险的情况下ne为在那些时隙的顶部创建在接地平面槽和路由信号的可能性。
如图1所示,返回电流失真,其中顶层(红色)中的信号穿过底层GND平面中创建的插槽。
注意由于插槽,该GND平面(蓝色)中的返回路径是如何失真的。
图1:接地层中插槽的影响环测威官网:/对于该电流,插槽的作用类似于阻抗,因此在GND系统中产生电压降,该电压降可以激励电缆和电线或影响靠近该区域的其他敏感区域。
由于焊盘或连接器中的隔离,或者有意地例如当设计者试图为不同区域(例如模拟和数字地)分离GND平面时,可能无意中创建插槽。
这是一个非常危险的情况!这个月我将向您展示一个简单的实验,以便在简单的PCB板上看到这种插槽的效果。
在图2中,显示了PCB的顶层。
底层是一个完整的地平面,在一个标有虚线的区域内有一个槽。
请注意,在该板的顶视图中未看到地平面。
图2:我们实验中的电路板BNC连接器K5.1用于在该电路中引入时钟信号(从EMI的角度看是激进的)。
跳线JP.5.1和JP.5.2用于为信号选择两条路径:一条穿过地平面中的槽的路径(图的上半部分)和另一条具有完美接地平面的路径(图的下半部分)。
负载电阻为R.5.2,值为47欧姆,TP.5.1至TP.5.3为测试点。
环测威官网:/使用EMxpert扫描仪扫描电路板,以比较时钟信号走线下方有无插槽的活动。
在图3中,从10MHz到200MHz的频谱扫描中电路板的发射具有大于25dB的差异。
请注意88-108MHz区域内的时钟谐波和一些FM广播环境噪声。
图3:带有和不带时钟走线下方插槽的电路板的频谱扫描环测威官网:/此外,通过插槽的返回电流会产生高频接地电压,通常会激活连接到电路板的电缆,产品的辐射发射也会失效。
如图4所示,在10MHz至200MHz的频谱/空间扫描中观察到的活动非常有趣,分辨率带宽为100kHz。
97. 如何通过有效接地减少EMC干扰?97、如何通过有效接地减少 EMC 干扰?在当今电子设备高度普及的时代,电磁兼容性(EMC)问题日益凸显。
EMC 干扰可能导致设备性能下降、数据错误甚至系统故障,给我们的生活和工作带来诸多不便。
而有效接地作为解决 EMC 问题的重要手段之一,具有至关重要的作用。
首先,我们来了解一下什么是 EMC 干扰。
简单来说,EMC 干扰是指电子设备在运行过程中,由于电磁能量的发射和接收,对其他设备或系统产生的不利影响。
这些干扰可能来自设备内部的电路,也可能来自外部的电磁环境,如雷电、无线电信号等。
接地,顾名思义,就是将设备与大地连接起来。
但要实现有效接地,可没那么简单。
一个有效的接地系统能够为电流提供低阻抗的回流路径,从而将电磁干扰迅速导入大地,减少对设备的影响。
那么,如何构建一个有效的接地系统呢?第一,选择合适的接地点至关重要。
接地点应该是低阻抗的,以确保良好的接地效果。
通常,我们会选择设备的金属外壳或者专门设计的接地端子作为接地点。
同时,接地点的位置也需要考虑,要尽量靠近干扰源或者敏感电路,以缩短干扰电流的回流路径。
第二,接地导线的选择也不能马虎。
接地导线的截面积和材质都会影响接地效果。
一般来说,较粗的导线能够提供更低的阻抗,而导电性好的材质,如铜,也是不错的选择。
第三,要注意接地系统的完整性。
各个设备之间的接地应该相互连接,形成一个统一的接地网络。
如果存在接地断开或者接触不良的情况,就会导致接地阻抗增大,影响接地效果。
在实际应用中,单点接地和多点接地是两种常见的接地方式。
单点接地适用于工作频率较低的情况。
在这种方式下,整个系统只有一个接地点,所有电路的回流电流都通过这一个点回到大地。
这样可以避免不同电路之间的地电流相互干扰,但对于高频信号,由于接地导线存在电感,可能会影响接地效果。
多点接地则适用于工作频率较高的情况。
在这种方式下,系统中的各个部分都有自己的接地点,直接与地平面相连。
3 地线干扰形成机理
电气电子设备电磁兼容问题,主要由电磁骚扰源、耦合途径、敏感设备三要素组成,缺少其中任何要素,均不会构成电磁兼容问题。
对于电磁兼容问题来说,弄清了电磁干扰的耦合途径,就可以采用屏蔽、滤波、接地、瞬态抑制的措施,切断其传播途径,提高电子设备的抗干扰能力或抑制其电磁骚扰。
因此,电磁干扰耦合途径的研究是解决电子设备电磁兼容问题的难点与关键。
电磁兼容耦合途径主要分为传导耦合、辐射耦合。
辐射干扰耦合是指干扰源通过空间传播到敏感设备的干扰,主要分为电场(电容)耦合、磁场(电感)耦合、电磁场(天线)耦合。
所谓传导干扰是以传导耦合为主要传播方式的电磁干扰,是骚扰源与敏感设备之间最主要的耦合途径或方式。
传导耦合要求在骚扰源与敏感设备之间有完整的电路连接。
其耦合途径有三种:公共电源、公共地回路、互连导线。
其中,通过以公共地回路进行传导耦合的干扰,即地线干扰,最为复杂、最以难处理,也最为常见。
3.1 地线干扰耦合机理
信号地线是各种物理量的传感器、信号、通信互连设备的零电位公共基准地线。
电子设备一般采用具有一定面积的铜皮面作为接地面,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。
由于信号一般都较弱,易受干扰,因此在电磁兼容设计中,对信号地的要求较高。
地线干扰形成机理如下图所示:
图4 单根信号线的地环路干扰
假设在信号线注入共模电流Si,首先会对第一部分电路IC1的输入信号产生干扰,如果在
IC1的输入端加了滤波电容C(如果没有C,干扰就可能直接影响IC1),则Si干扰信号大部分被C滤除或旁路,然后大部分会沿着PCB的地阻抗从一端流向地层的另一端,后一级的干扰将会在干扰电流流过系统时产生。
图中Z0V表示PCB中两部分电路之间的地阻抗,表示集成电路ICI向集成电路IC2传递的信号电压。
当共模干扰电流流过地阻抗Z0V时,Z0V的两端就会产生压降,如下式所示:
该压降对集成电路IC2来说相当于在ICI的传递信号上叠加一个干扰信号。
3.2 地线干扰的特性
按照干扰信号对于电路作用的形态不同,可将传导干扰分为“共模干扰”和“差模干扰”。
“差模干扰”是指的干扰电压存在于信号线及其信号地回路之间,干扰电流回路则是在导线构成的回路中流动,如下图所示:
图5 差模干扰电压与电流示意图
共模干扰指的是干扰电压在信号线及其信号地回路上的幅度相同,这里的电压以附近的大地、金属机箱、参考地线板等为参考电位,干扰电流回路则是在导线与参考物体构成的回路中流动,如下图所示:
图6共模干扰电压与电流示意图
3.3 公共阻抗耦合的地线干扰
当两个以上不同电路的电流流过公共阻抗时,就出现共阻抗耦合。
在电源线和地线上传播的
骚扰电流,通常都是通过共阻抗耦合方式进入敏感电路中。
如下图所示,地电流1和地电流2都流过公共阻抗,就电路2来说,它的地电压被流动在共地阻抗的地电流1所调制,因此,一些噪声信号从电路1中通过共地阻抗耦合到电路2中。
图7 公共阻抗耦合
3.4 地环路干扰
地环路干扰是一种较常见的干扰现象,常常发生在通过较长电缆连接的相距较远的设备之间,其产生的内在原因是设备之间的地线电位差。
地线电压导致了地环路电流,由于电路的非平衡性,地环路电流将导致对电路造成影响的差模干扰电压产生。
地环路干扰如下图所示:
图8 地环路干扰
由于地线阻抗的存在,当电流流过地线上时将产生电压,当电流很大时,这个电压可以很大。
譬如轨道交通附近有大功率的电动机车通过时,会在地线中流过很强的电流,这个电流可在两个设备的连接电缆上产生电流。
由于电路的不平衡性,每根导线上的电流、不同,因此会产生差模电压,对电路造成影响。
由于这种干扰是由电缆与地线构成的环路电流产生的,因此称为地环路干扰。
此外,地环路中的电流还可以由外界电磁场在感应出来。