EMC2015-第6讲NEW

1、第6讲 传输途径 之串扰耦合（近场感应）近场和远场区分：近场和远场区分：准则电小尺寸场源：2准则、工程应用：103222Dr 天线的辐射近场：电感性耦合和电容性耦合电感性耦合和电容性耦合-导线之间的串扰导线之间的串扰MCICICILILRSRLR2GR2LmVGIGVS串扰是两条或多条信号线之间的耦合：信号线之间由于互感和串扰是两条或多条信号线之间的耦合：信号线之间由于互感和互容引起线上的噪声。容性耦合引发耦合电流，而感性耦合引发互容引起线上的噪声。容性耦合引发耦合电流，而感性耦合引发耦合电压。耦合电压。 1. 容性耦合容性耦合：导体上的交流电压产生电场，这个电容性耦合：导体上的交流电压产生电

2、场，这个电场与临近的导体耦合，并在其上感应出电压。感场与临近的导体耦合，并在其上感应出电压。感应电压为：应电压为：式中，式中，C CC C 是耦合电容，是耦合电容，Z Zinin 是敏感电路的对地阻抗。是敏感电路的对地阻抗。C CC C 的值的值与导体之间距离、有效面积以及有无电屏蔽材料有关。与导体之间距离、有效面积以及有无电屏蔽材料有关。容性耦合随导体间的距离增加而减小容性耦合随导体间的距离增加而减小近似公式为两根平行导体之间的电容耦合及其等效电路为两根平行导体之间的电容耦合及其等效电路低频高频1212122)C(1URCjRCjUG1122RUCjU112212222UCCCXXXUCmC

3、C精确公式电容性耦合的抑制措施l针对干扰源和被干扰对象l减小干扰源的电压变化的幅度和速率l被干扰对象具有低阻抗和高信噪比l两个系统的结构尽量紧凑，在空间上彼此隔开l针对减小电容耦合的措施l导线尽量短、间隔尽量大、避免平行走线导线尽量短、间隔尽量大、避免平行走线l采用电屏蔽采用电屏蔽l采用对称性结构（多芯导线相互绞合），抵消耦合的采用对称性结构（多芯导线相互绞合），抵消耦合的干扰信号干扰信号(/ /)1(/ /)/ /CAPCAPRSGSNEFEGRSGSNEFERSGSRSGSNEFERSGSj R CCVVVj R CCRRC CRCCRRCC0CAPFECAPNEVV屏蔽层接地屏蔽层接地屏

4、蔽电缆减小容性耦合屏蔽电缆减小容性耦合2、感性耦合感性耦合：当一个回路的电流变化时会产生磁场，这感性耦合：当一个回路的电流变化时会产生磁场，这个磁场将与临近的导体耦合，在其上感应出电压。感个磁场将与临近的导体耦合，在其上感应出电压。感应电压的幅值与回路面积成正比。感应电压为：应电压的幅值与回路面积成正比。感应电压为：dtMdIVLN/式中，式中，M M为互感，取决于骚扰源和受害电路的环路面积、为互感，取决于骚扰源和受害电路的环路面积、方向、距离，以及两者之间有无磁屏蔽。方向、距离，以及两者之间有无磁屏蔽。互电感定义与计算互电感定义与计算定义：定义： 自感自感L 1 / I1 ， 互感互感 M

5、12 / I1 1 是电流是电流I1在回路在回路1中产生的磁通，中产生的磁通， 12 是电流是电流I1在回路在回路2中产生的磁通中产生的磁通回路回路1回路回路2aba M = M = ( ( /2 /2 )lnb)lnb2 2/(b/(b2 2- a- a2 2)MRL2Rs2R1RR2R1I1VNI1VNV1V1两根平行导体之间的电感耦合及其等效电路12222SLj MIIRRj L1222SLj MIIRR21MIIL低频高频dtdIMMIdtddtdVN1112)(1IMjVN电感性耦合的抑制措施l针对干扰源和被干扰对象l减小干扰源的电流变化的幅度和速率l被干扰对象具高阻抗和高信噪比l两

6、个系统的结构尽量紧凑，在空间上彼此隔开l针对减小电感耦合的措施l导线尽量短、间隔尽量大、避免平行走线、减小电流导线尽量短、间隔尽量大、避免平行走线、减小电流回路所围成的面积回路所围成的面积l采用磁屏蔽（使用屏蔽电缆）采用磁屏蔽（使用屏蔽电缆）l采用结构平衡措施（双绞线，磁场去耦合）采用结构平衡措施（双绞线，磁场去耦合）接收双绞线对磁场耦合的影响接收双绞线对磁场耦合的影响屏蔽电缆减小感性耦合屏蔽电缆减小感性耦合SHSHSHGGRNEFEFEINDFESHSHSHGGRNEFENESHSHRSGGRNEFENESRSGGRNEFENEINDNESHSHGGSSSHRSGSGRLjRRILjRRRV

7、LjRRILjRRRLjRLjILjRRRILjILjRRRVLjRILjILLLL1)(,屏蔽层两端不接地屏蔽层两端不接地屏蔽层两端接地屏蔽层两端接地ffsh收收-发发互感互感屏屏-发发互感互感屏屏-收收互感互感屏蔽层屏蔽层自感自感屏蔽层上电流屏蔽层上电流GmILjGmVCjdtdILGmdtdVCGm3. 感性-容性耦合模型时域频域感性感性-容性频域耦合模型计算公式容性频域耦合模型计算公式总耦合电容总互电感lCClLLmm00GmFENEFENEGmFENEFEFEGmFENEFENEGmFENENENEVCjRRRRILjRRRVVCjRRRRILjRRRVSLSLGSLSGVRRRVVRRI1LSmLFENEFENECAPLSmFENEFEINDLSmLFENEFENECAPLSmFENENEINDRRCRRRRRMRRLRRRMRRCRRRRRMRRLRRRMFEFENENE耦合系数耦合系数 磁场和电场耦合的等效电路之间的差异决磁场和电场耦合的等效电路之间的差异决定了电路负载电阻的变化引起的结果是不同定了电路负载电阻的变化引起的结果是不同的。电场耦合随的。电场耦合随R RL L增加而增大，而磁场耦合增加而增大，