电容性耦合PPT学习教案

1、会计学1电容性耦合电容性耦合第1页/共36页第2页/共36页第3页/共36页当电路1有电压U1作用时，该电压经Z1加到公共阻抗Z12上。当电路2开路时，电路1耦合到电路2的电压为： 若公共阻抗Z12中不包含电抗元件，则该电路为共电阻耦合，简称电阻性耦合。1221112 (1)ZUUZZ基本模型：第4页/共36页直接传导连接直接传导连接若 ，则由前面基本模型关系有 ，进而形成直接传导耦合。1 2Z 12UU显然，该模型是一个非常基本的模型，由于公共阻抗的改变，系统模型的特性也会发生相应的改变。而由此所表现的特点对于其它复杂系统模型的分析、调整和控制都是有帮助的。 第5页/共36页对于两个电路，电

2、路间公共接地的存在会在一定程度上为干扰影响的产生创造可能。因此，在系统的电磁兼容设计中，往往需要对接地进行具体而有效的处理。例如：消除的方法可以是将地线尽量缩短并加粗，以降低公共地线阻抗。“联系联系”和和“问题问题”公共接地连接公共接地连接第6页/共36页公共电源连接两电路间的公共电源线将二者所受的作用联系了起来。在实际工程中往往也需要具体处理。例如：将电路1的电源引线靠近电源输出端可以降低电源引线的 公共阻抗耦合。另外，采用稳压电源可以降低电源内阻，从而降低电源内阻的耦合。第7页/共36页n让两个电流回路或系统彼此无关。信号相互独立，避免电路的连接。n限制耦合阻抗，越低越好。导线的电阻和电感

3、越低越好。 n电路去耦。各个不同回路之间仅在惟一的一点作电连接，达到电流回路间电路去耦的目的。 变压器 光电耦合n电气隔离。 强弱电隔离 继电器第8页/共36页第9页/共36页电容性耦合也称为电耦合，它是由两电路间的电场相互作用所引起。两导线间容性耦合基本模型第10页/共36页前面模型可以简化为如下形式：其中：当耦合电容很小时，上面结果可以化简为：Note：电容性耦合的作用相当于在2电路与地之间连接了一个幅度为 的电流源。第11页/共36页第12页/共36页1211221()NGj C RUUj R CC1221 /()GCRC 1221 /()GRCC低频高频121NUjCRU121122(

4、)NGCUUCC表明电容性耦合的骚扰作用相当于在导体2与地之间连接了一电压变换。第13页/共36页NU112RUCUN121122()NGCUUCC1221()GR CC电容性耦合的频率特性第14页/共36页n 针对干扰源和敏感设备n 针对传输耦合途径干扰源系统的电气参数应使电压变化幅度和变化率尽可能地小；被干扰系统应尽可能地设计成低阻及高信噪比系统；系统的结构应尽可能紧凑，且彼此空间上相互隔离。系统间的耦合部分的布置应使耦合电容尽量小（例如：尽量增大间距、减少导线长度、避免平行走线等）；采用平衡措施；实施电容屏蔽。第15页/共36页屏蔽对电容性骚扰的影响第16页/共36页第17页/共36页1

5、11SNSSS GCUUUCC故若接地，拾取的骚扰为0NSUU1 220 ,0 ,GNSCCUU有 导体2被完全屏蔽。若不接地，屏蔽体所拾取的骚扰为121212UCCUGNC第18页/共36页1220,0GCC有 导体2非完全屏蔽。1221212UCCCCUSGn若接地电阻为无限大，则拾取的骚扰电压为：若接地电阻为有限大，则拾取的骚扰电压为：1221212)(1UCCCRjRCjUSGn)(12212SGCCCjR112URCjUn若Note：等效源，其结论与电容无屏蔽情况类似。第19页/共36页第20页/共36页当电流I在闭合电路中流动时，该电流就会产生与其大小成正比的磁通量。比例常数称为电

6、感L：LI当一个电路中的电流在另一个电路中产生磁通时，这两个电路之间就存在互感M12：12121 (1) MI第21页/共36页SnsdBdtdU由电磁感应规律可知，磁通密度为B的磁场在面积为S的闭合回路中感应的电压为：如果闭合回路是静止的，磁通密度随时间作正弦变化，但在闭合回路面积上是常数：cos (2)nUjw B S1 (3)nUjw M I于是用两电路之间的互感表示感应电压：耦合到敏感电路的总磁通第22页/共36页n 采用两电路的物理分隔或者双绞线，以减少B。n 将导体靠近地面放置或将两个导体捻在一起，以减少S。n 调整骚扰电路与敏感电路的去向，以减少cos 。第23页/共36页两导线

7、间感性耦合基本模型第24页/共36页111 111 2121 112 12 22()()UIZjLjMUIZjLZZjL1 22 1111 112 12 221 22 2121 112 12 22()()()()NNjMZUUZjLZZjLjMZUUZjLZZjL第25页/共36页例例 两根导线，长度l1=l2=1m，半径r =0.5mm，相距d =30mm，距接地金属平面高度h1=h2=10mm。干扰源负载Z11 =100，受干扰回路负载Z21 =Z22=100，设干扰频率f =1MHz，干扰源电压U1=10V，求负载受到的干扰电压为多少？解：解：70122ln7 .41 0H2lhLLr1

8、12120 log/20 log/59dBNNUUUU 耦合系数：22701 222ln0 .41 0H4lhdMd21221112111212221.1210V()()NNjMZUUUZjLZZjL62210f第26页/共36页屏蔽对电感性骚扰的影响第27页/共36页这种情况下（包括没有接地和单端接地等），没有形成有效电流。如前所示，电路分析可处理为简单等效源的情况。n 存在有效接地这种情况（包括两端及多点接地等）则需要具体进行分析。第28页/共36页)/1(SSSSSLRjLUIn 设屏蔽体上的电流为IS，于是在中心导线上产生的电压为Un，SnMIjU第29页/共36页n 于是可以进一步讨

9、论如下模型)/()/(11211112SSSSSSSnLRjLRIMjIMjLRjjIMjU第30页/共36页n 针对传输耦合途径干扰源系统的电气参数应使电压变化幅度和变化率尽可能地小；被干扰系统应尽可能地设计成低阻及高信噪比系统；系统的结构应尽可能紧凑，且彼此空间上相互隔离。 系统间的耦合部分的布置应使耦合电容尽量小（例如：尽量增大间距、减少导线长度、避免平行走线等）；采用平衡措施；实施电感屏蔽。n 针对干扰源和敏感设备第31页/共36页n 在工程中可以采用特定的方法对其加以区别。容性：并联、分流感性：串联、分压弱耦合减少导体一端阻抗，测量跨接另一端的电压。若骚扰电压减小，则为容性耦合；若骚扰电压增加，则为感性耦合。第32页/共36页红色直线（一阶近似）1/p随着角频率的增加曲线逼近这一极限值