EMC理论与实践复习课

第一章概论1、EMC的定义

ElectromagneticCompatibility,直译为电磁兼容性设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。EMC常用术语和定义电磁骚扰ElectromagneticDisturbance—EMI“任何可能引起装置、设备或系统性能降低或对有生命或无生命物质产生损害作用的电磁现象。”电磁干扰ElectromagneticInterference—EMI“电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统或性能的下降。”电磁骚扰与电磁干扰电磁骚扰仅仅是电磁现象，既客观存在的一种物理现象；他可能引起降级或损害，但不一定已经形成后果。而电磁干扰是由电磁骚扰引起的后果。虽然电磁骚扰与电磁干扰有一定的区别，但是工程上往往不以明确划分，并统一缩写为—EMI。近场区near—fieldregions“无功近场区：紧靠着天线的、无功场起主要作用的天线区。对大多数天线常取离天线表面距离处。”“辐射近场区：在无功近场和远场区之间的天线场区，该场区随角度的分布与离天线的距离有关。如果天线的最大口径尺寸不大于波长，则该场区可能不存在。”远场区far—fieldregions“场随角度的分布基本上与天线的距离无关的天线场区。”注意：如果天线最大口径尺寸D大于基频波长λ，远场离天线的距离一般取大于处。电尺寸电尺寸用波长来衡量具有物理尺寸,可认为是电小尺寸一个结构的电长度取决于物理尺寸、激励源的频率和波在媒介中的传播速度。（此结构完全处于该媒介中）自由空间中：非自由空间：例：聚四氟乙烯（）电小尺寸（）：可以用集总电路模型来描述电大尺寸（）：可以用分布电路模型来描述例：最大物理尺寸为3.6m，工作频率为86MHz的电路或辐射结构的电尺寸为3.6/3.49=1.03个波长，因为自由空间中86MHz的波长是300/86=3.49m。如果将此结构置于聚氯乙烯（PVC）介质中（），电尺寸将变成2.06个波长，因为PVC中86MHz的波长是 分贝在电磁兼容分析中，很多物理量都与分贝（dB）有关，例如对辐射发射的限制值为dBμV/m，对传导发射的限制值为dBμV或dBμA，屏蔽体的屏蔽效能和滤波器的插入损耗都用dB度量等。并且，频谱分析仪的幅度显示刻度一般也是按照dB标示的。因此对于dB有一个正确的理解十分重要。功率：功率的基本单位为瓦（W），既焦耳/秒（J/s）引入“贝尔”（B）为单位。则为：采用贝尔的1/10，即分贝（dB）为单位，即：

式中：P1与P2应采用相同的单位。

应该明确dB仅为两个量的比值，是无量纲的。随着dB表示式中的参考量的单位不同，dB在形式上也可带有某种量纲。如，,是相对于1W的比值，即以1W为0dB。此时，是以带有功率量纲的dB表示，则:若以1mW为0dB,则此时的P2亦应为mW为单位，则表示式为：电压：对于纯阻抗负载式中：P——功率，W；

V——降在电阻R上的电压，V；

R——电阻，Ω。若以分贝（dB）表示，上式可写为：右端的第一项即为电压的分贝值

在电磁兼容领域，常用μV为单位，此时，即以1μV为0dB。显然：推导dBμ与dBm之间的关系：

对于50Ω的系统：电流常以dBμA为单位，即：式中：是以μA为单位的电流。实现电磁兼容的途径形成电磁干扰的基本要素：1、电磁骚扰源2、耦合途径3、敏感设备

电磁兼容设计的目的是使所设计的电子设备或系统在预期电磁环境中实现电磁兼容。要求是使电子设备或系统满足EMC标准的规定。能在预期的电磁环境中正常工作，无性能降低或故障对该电磁环境不是一个污染源需要研究的问题：1、对于电磁骚扰源的研究2、对于电磁骚扰传播特性的研究3、对于敏感设备抗干扰能力的研究4、对于测量设备、测量方法与数据处理方法的研究5、对于系统内、系统间电磁兼容性的研究电磁兼容学是一门新兴的综合性学科。核心仍然是电磁波，其理论基础包括数学、电磁场理论、电路理论、微波理论与技术、天线与电波传播理论、通信理论、材料科学、计算机与控制理论、机械工艺学、核物理学、生物医学以及法理学、社会学等内容实现电磁干扰（EMI）的基本途径屏蔽、滤波、接地是三项最基本的电磁干扰（EMI）抑制技术。对电气电子设备在时间、空间和频谱使用上的管理和控制，特别是频谱的利用和保护方面已发展成电磁兼容学科的一个重要分支——“频谱工程”。频谱工程研究频率的指配，频谱规划，频谱过载的解决，为压缩使用频谱而改进设备的研究，降低发射机的寄生辐射，加强接收机的抗干扰能力等等。

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，均称之为电磁骚扰。按电磁骚扰的来源分类，可分为自然骚扰和人为骚扰按电磁骚扰的性质分类，可分为脉冲骚扰和平滑骚扰按电磁骚扰的作用时间分类，可分为连续骚扰、间歇骚扰和瞬变骚扰。按电磁骚扰源的功能性和非功能性可以分为功能性骚扰和非功能性骚扰。按电磁骚扰传播的途径分类，可以分为辐射骚扰和传导骚扰，或两者组合。按电磁骚扰在电路中的作用形式（骚扰电流的流动方向），可分为共模骚扰和差模骚扰。按照电磁干扰的原理，电磁干扰的作用途径主要可以分为两大类，既辐射干扰和传导性干扰。辐射干扰是指干扰源比较远，干扰源发出的干扰以电磁波的形式被接收。传导性干扰是指干扰源距离比较近，干扰源经过耦合电容、耦合电感和公共阻抗的途径进入被干扰设备。TEMPEST计划的具体内容是针对信息设备的电磁辐射与信息泄漏问题，从信息接收和防护两个方面展开的一系列研究和研制工作，包括信息接收、破译水平、防泄漏能力与技术，相关规范标准及管理手段等第三章辐射干扰的抑制

构成干扰的三要素是干扰源、传输通道、接收器。因而，抑制辐射干扰也应从这方面着手研究。1．减少辐射干扰源的辐射2．增加辐射干扰传输通道的损耗3．减少接收器接收干扰的无用信号或噪声抑制以场的形式造成干扰的有效方法是电磁屏蔽.所谓电磁屏蔽就是以某种材料(导电或导磁材料)制成的屏蔽壳体(实体的或非实体的)将需要屏蔽的区域封闭起来，形成电磁隔离，即其内的电磁场不能超出这一区域，而外来的辐射电磁场不能进入这一区域(或者进出该区域的电磁能量将受到很大的衰减)。静电屏蔽原理静磁屏蔽原理高导磁率材料使用注意事项强磁场屏蔽设计(a)(b)(c)（d）

（e）电场屏蔽原理磁屏蔽原理3.3.3电磁屏蔽干扰源产生的交变电磁场总是同时包含电场分量和磁场分量，而且这两个分量的大小随传播距离以及干扰源的不同特性会有所差别。

1）当干扰源为高电压小电流的电振荡发射时(如垂直导体、拉杆天线等)，干扰源为高阻抗。在近场（r<λ/6或rλ</6)区，电磁场特性以电场占主导，磁场分量可以忽略，电场强度比磁场强度大得多，波阻抗为：

2）当干扰源为低电压大电流的磁振荡发射时(如环形导体、环形天线等)，场源为低阻抗，在近场区波阻抗与r成正比，随距离r增加而增大，其值等于：它远小于波阻抗常数，表明磁场强度比电场强度大得多，因此这种场源的近场内以磁场为主导，电场分量可以忽略。

（a）高阻抗源（电场源）和波（b）低阻抗源（磁场源）和波

不同场源的近场和远场特性交变电磁屏蔽

电磁屏蔽是用屏蔽体阻止高频辐射电磁波在空间传播的技术措施。屏蔽体起着切断或削弱电磁波传输的作用。对于远场情况的交变电磁场，电场分量和磁场分量同时存在，交变电磁屏蔽的机理有三种理论：1)感应涡流效应。2)电磁场理论。3)传输线理论。

屏蔽体对入射电磁波的衰减3.4.3电磁屏蔽效能的计算实心型屏蔽体的屏蔽效能实心型屏蔽，是指把屏蔽体看成是一个结构上完整的、电气上连续均匀的无限金属板或全封闭壳体的一种屏蔽。

无限大均匀平面对平面波的屏蔽无限大平面均匀屏蔽体的屏蔽效能可用下式确定式中R—反射损耗

A—吸收损耗

B—多次反射修正因子用分贝（dB）表示，则为

式中t—金属屏蔽板的厚度

μr—相对磁导率

σr—相对电导率(铜的σr=1)吸收损耗与频率的关系反射损耗

金属屏蔽板处于远场区时

金属板处于近场区，且以电场为主：金属板处于近场区，且以磁场为主：反射损耗与频率的关系多次反射修正因子

多次反射修正因子并不是任何时候都必须计入的。当频率较高或金属较厚时，吸收损耗较大。入射波能量进入屏敝体后，在第一次到达金属板右边的界面之前己被大幅度衰减，多次反射现象不显著。一般只要，就可不考虑多次反射的影响。例：有一大功率线圈的工作频率为20KHz，在离该线圈0.5m处置一铝板以屏蔽线圈对某敏感设备的影响，设铝板厚度为0.5mm；试计算铝板的屏蔽效能。解：先判断屏蔽体处于哪个场区可见，铝的，，故反射损耗为吸收损耗为：此时应考虑多次反射修正因子，为此先计算出铝板的特性阻抗Zm和近场区以磁场为主的自由空间波阻抗ZWm。故多次反射修正因子为

则该金属屏蔽板总的屏蔽效能为

单层金属板屏蔽效能计算公式汇总表

计算公式类别

（dB）吸收损耗反射损耗平面波源电场源磁场源多次反射修正因子计算公式类别非实心实际屏蔽体的问题通风口显示窗键盘指示灯电缆插座调节旋钮实际机箱上有许多泄漏源：不同部分结合处的缝隙通风口、显示窗、按键、指示灯、电缆线、电源线等电源线缝隙缝隙引起的泄漏很复杂。它不仅与缝隙的宽度、板的厚度有关，而且与其直线尺寸、缝隙的数目以及波长等有密切关系。频率越高，缝隙的泄漏越严重。在相同缝隙面积的情况下，缝隙的泄漏比孔洞的泄漏严重。特别是当缝隙的直线尺寸接近波长时，由于缝隙的天线效应，屏蔽壳体本身可能成为一个有效的电磁波辐射器，从而严重地破坏屏蔽体的屏蔽效果。所以，在设计屏蔽体结构时，尽力减少屏蔽缝隙是至关重要的。由于安装按钮、开关、电位器等元件的需要，常常必须在屏蔽板上开有圆形、正方形或矩形的孔洞，这时电磁波会通过这些孔洞产生泄漏。

以上诸因素中，接缝因素和孔洞因素对屏蔽效能的影响最大。

第四讲EMI滤波器滤波的含义是指从混有噪声或干扰的信号中提取有用信号分量的一种方法或技术。人们把能够实现滤波功能的电路或器件称为滤波器。从经典的滤波理论发展起来的各种滤波器是由一些集总参数的电阻、电感和电容或由分布参数所构成的一种网络电路。这种网络电路允许其工作频率(或频段)信号通过，而对其他频率成分信号则加以抑制。

从通过的频率来划分滤波器，可以分为下面五类滤波器，低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器和全通滤波器滤波器的衰减—频率特性示意图滤波器品种繁多，在这里仅从抗干扰角度，讨论电磁干扰滤波器。滤波器的分类方法也有多种。按滤波器的频率特性来分，可分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。按滤波器的形式来分，则有T型、п型、C型和L型四种，它们都属于反射型滤波器。

滤波器的阻抗特性滤波器的输入、输出阻抗直接影响该器件的插入损耗特性，在许多使用场合，出现滤波器实际滤波特性与生产厂家给出的指标不符，这主要是由于滤波器的阻抗特性决定的。因此，在设计、选用、测试滤波器件时，阻抗特性是一个重要的技术指标。使用电源干扰抑制滤波器时，遵循输入、输出端最大限度失配的原则，以求获得最佳抑制效果。四种组合方式其规律既高阻抗对应电容，低阻抗对应电感滤波器形式与源阻抗、负载阻抗之间的组合情况骚扰源阻抗滤波器类型负载阻抗低高低高高低低高源负载阻抗与滤波器网络结构的选择4.5.3CX和CY电容器电源EMI滤波器中的几个电容分别用了两种不同的下标，“CX”和“CY”，下标“X”和下标“Y”不仅说明了它们在滤波网络中的作用，还表明了它们在滤波网络中的安全等级。不管是选用，还是设计电源EMI滤波器，都要认真地考虑“CX”和“CY”电容器的安全等级，因为它们直接关系到电源EMI滤波器的安全性能。（1）CX电容器CX电容器是指用于这样场合的电容器，即当该电容器失效后，不会导致工作人员遭电击、不危及人身安全的这种电容器。在电源EMI滤波器的实际应用中，CX电容器接在单相电源线的L和N之间，它上面除加有电源的额定电压外，还会追加上L和N之间存在的各种EMI信号峰值电压.例如:因接通或断开电子设备的电源，会在电源电压上迭加上≦1200v的峰值电压。因断开感性负载，产生过渡过程，会在接有CX电容的设备上出现很高的峰值电压。电压的幅度取决于设备的种类和结构。根据CX电容器应用的最坏情况和电源断开的条件，CX电容器的安全等级又分为X1和X2两类.根据电源EMI滤波器的应用场合和可能存在的EMI信号峰值，应选用合适安全等级的CX电容器。（2）Cy电容器

Cy电容器的电容量需要进行限制，从而达到控制在规定频率电压作用下，流过它的电流(即漏电流)的大小。对于220v、50Hz的电源，它除符合310v峰值电压的耐压要求外，还要求这种电容器在电气和机械性能方面，具有足够的安全余量，以避免可能出现的击穿短路现象。因为这种电容器的耐压性能，对保护工作人员的人身安全有重要意义，一旦设备或装置的绝缘保护措施失效，可能导致有关人员遭受电击，以致发生危及生命的可能。Cy电容器安全等级l级安全情况下，若Cy电容器击穿短路，并同时发生电源系统的安全地线与机壳E断开，这时若有人触摸到图(a)的设备外壳，便会危及人身安全。若上述情况发生，加上同图(b)设备外面绝缘被破坏，人触及设备的金属外壳，也同样会危及到人身安全。由此可见，上述CX和Cy电容器安全性能具有十分重要的意义，是设计和选用电源EMI滤波器时必须优先考虑的问题，也是检验和考核EMI滤波器安全性能的重要指标之一。4.5.4EMI滤波器中的滤波电感EMI滤波器中常见的滤波电感主要有，共模扼流圈、差模扼流圈和纹波滤波电感。前两种电感主要用于各种电源滤波器，工作在交流或直流条件。后一种用来滤除整流后的开关噪声。工作直流条件时，要考虑直流磁化对电感的影响。（3）共模扼流圈共模扼流圈是共模插入损耗起主导作用的电感元件。共模扼流圈是在一个磁环（闭磁路）的上下两个半环上，分别绕制相同匝数但绕向相反的线圈。此结构对相线或零线对地所形成的共模干扰具有电感抑制作用。因为共模干扰是同相的，所以在磁环中形成的磁力线是相互叠加的，而对相线和零线间所形成的差模干扰和工频供电电流无电感抑制作用，因为差模干扰的供电电流是反相的，所以在磁环中所形成的磁力线是相互抵消的，因而命名为共模扼流圈。4.5.1电源线上的干扰

从电源线上的干扰方式、对干扰方式的判断以及干扰是如何进入设备的进行分析。

1）干扰的方式电源干扰的复杂性中众多原因之一是包含了许多可变的因素。但是从整体上考虑，可以把干扰看作是以“共模”或“差模”两种方式存在。电源线中的共模干扰是指火线对大地，或中线对大地之间的干扰。对三相电路来说，共模干扰存在于任何一相与大地之间。共模干扰有时也称为纵模干扰、不对称干扰或接地干扰。这是载流导体与大地之间的干扰。差模干扰是线与线之间的干扰，如电源相线与中线之间的干扰。对三相电路来说，差模干扰还指存在于相线与相线之间的干扰。差模干扰有时也称为常模干扰、横模干扰或对称干扰。这是载流导体之间的电位差。（a）共模干扰(b)差模干扰共模与差模干扰干扰的模式给出了干扰源与耦合通路之间的关系。举例说，共模干扰提示了干扰是由辐射或串扰形式耦合到电路里的。如雷电，设备近处的电弧，附近的电台，其他大功率辐射装置在电源线上的干扰，也包括机箱内部线路或其他电缆对电源线的干扰。由于是来自空间的感应，故对每一根导线的作用是相同的。而差模干扰提示了干扰是源于同一电源线路之中。如同一线路中工作的电机、开关电源及可控硅等，它们在电源线上所产生的干扰就是差模干扰。通常，线路上干扰电压的差模分量和共模分量是同时存在的，而且由于线路阻抗的不平衡，两种分量在传输中会相互转变。干扰在线路上经过长距离传输后，差模分量的衰减要比共模分量的大，这是因为线间阻抗和线-地阻抗不同的缘故。共模干扰的频率一般分布在以1MHz上，因此共模干扰在线路上传输的同时，还会向邻近辐射（这是因为线-地阻抗较大，加上共模干扰的频率比较高，故容易逸出传输线，形成空间感应）。电源线的辐射，特别是进入设备内部后的电源线辐射，可进一步耦合到信号电路去形成干扰，所以很难防范。而差模干扰的频率相对较低，不易形成辐射。在一般线路中，在对付差模干扰时已经有了不少措施（例如，在稳压电路中已经用了很大的电容；在印刷线路板上，电源线与地线之间也普遍使用了去耦电容），故由差模干扰引起设备误动作的机会相对减少。因此，设备的敏感度问题大部分是由共模干扰引起的。（2）对干扰方式的判断针对不同的干扰方式，应当寻找不同的处理对策。因此，区分电源线上的干扰方式是十分重要的。在采用电流探头进行测试时，可为确认干扰方式提供一种简单的方法：探头（可用磁环担当。在磁环上再绕几匝线圈用做测量用，测量线圈接到示波器的观察探头上）先分别套在每一根电源线上，观察这些线路的干扰情况。如果在同时观察几根线的干扰比在一根线上的干扰是加强的，则此种干扰属共模干扰；反之，则是差模干扰。

噪声干扰4.7EMI滤波器的安装选择好合适的滤波器，如果安装不当，仍然会破坏滤波器的衰减特性。通常应注意的事项：1．滤波器最好安装在干扰源出口处。再将干扰源和滤波器完全屏蔽在一个盒子里。若干扰内腔空间有限，则应安装在靠近干扰源电源线出口外侧，滤波器壳体与干扰源壳体应进行良好的搭接。

2．滤波器的输入和输出线必须分开，防止出现输入端与输出端线路耦合现象而降低滤波器的衰减特性。通常利用隔板或底盘来固定滤波器。若不能实施隔离方法，则采用屏蔽引线必须可靠。3．滤波器中电容器导线应尽可能短，防止感抗与容抗在某个频率上形成谐振，电容器相对于其他电容器和元件成直角安装，避免相互产生影响。

4．滤波器接地线上有很大的短路电流，能辐射很强的电磁干扰，因此对滤波器的抑制元件要进行良好的屏蔽。5．焊接在同一插座上的每根导线都必须进行滤波，否则会使滤波器的衰减特性完全失去。6．套管滤波器必须完全同轴安装，使电磁干扰电流成辐射状流经电容器。若把套管电容器通过法兰盘直接安装到干扰源上与设备组成一体。接地电流就会成辐射状流过，抑制频率范围可扩展到几千兆赫。如果安装不当，抑制效果就会明显恶化。推荐的滤波器安装方法不宜采用的滤波器安装方法滤波器的电源输入端过长滤波器没有良好接地第5章接地与搭接

理想接地面是指零阻抗和零电位的物理实体，其上各点之间不存在电位差，它可以作为系统中所有信号电平的参考点。理想接地面实际上是不存在的，因为即使是电阻率为零的超导体，其表面两点之间的跨越时间延迟也会呈现某种电抗效应。接地是指在系统的某个选定点与某个接地面之间建立导电的通路。防止电磁干扰，消除公共阻抗的耦合，也是为了保障人身和设备的安全。接地的目的主要是接地与屏蔽正确地结合起来，就能解决大部分电磁干扰问题。

接地面与大地面连接往往出于下述三种原因：1．为使整个系统有一个公共的零电位基准面，并给高频干扰电压提供低阻抗通路，达到系统稳定工作的目的。2．为使系统的屏蔽接地，取得良好的电磁屏蔽效果。达到抑制电磁干扰的目的。3．为了防止雷击危及系统和人体，防止电荷积累引起火花放电，以及防止高电压与外壳相接引起的危险。

信号接地：就是在系统和设备中、采用低阻抗的导线(或地平面)为各种电路提供具有共同参考电位的信号返回通路，使流经该地线的各电路信号电流互不影响。5.2.2信号接地

信号接地主要指用于低电平敏感电路的接地，常用形式有单点接地，多点接地，混合接地以及悬浮地。

1．单点接地

单点接地是在一个电路或设备中，只有一个物理点被定义为参考接地点，其他凡是需要接地的点都被连接到这一点上。单点接地的优点是简单。但是单点接地的最大缺点是，当系统工作频率很高，以致波长小到与系统与接地线长度可以比拟时（如达到时1/4λ时），就不能用单点接地了。此时，这根接地线就好像是一根天线，通过它向外辐射电磁波，影响周围设备和电路的工作，在这种情况下，应当转而采用多点接地。（a）并联单点接地

图中有三个电路，每一个电路分别使用一根接地线将电路连接到设备的接地面上。三根接地线并联在一点接地，这种接地方式称为并联单点接地，又称星形单点接地。这种接地方式在低频时最适用，因为各电路之间的地电流不会形成公共阻抗耦合。缺点是要多根接地线。

（b）串联单点接地

串联单点接地是将各电路的接地线串起来，好像树枝形状，一条干线上有许多分叉，这条干线称为接地母线2．多点接地多点接地是指设备（或系统）中凡是需要接地的点都是直接接到离它最近的接地平面上（就近接地），以便使接地线的长度为最短。这里所说的接地平面可以是设备的底板、专用接地母线。甚至是设备的框架。多点接地的这一特点使得它在高频场合下的应用有上佳表现（而单点接地在低频时的性能为最好）。多点接地的形式比较简单，但对系统中的众多接地线的维护提出了更高的要求。因为任何接地点上的腐蚀、松动都会使接地系统出现高阻抗，从而使接地效果变差。多点接地是把需要接地的电路、单元和屏蔽体用多条通路和设备接地面相连。每个电路以最近的距离、用最短的导体连接到设备的接地面上，电路之间的接地点还可以相互连接。这样，多点接地方式就降低了接地线的阻抗。由于单点接地方式的地线较长，存在较大的寄生电容和互感，不利于隔离高频电路的地电流；当接地母线或接地线长度大于信号波长的0.11倍时，地线的阻抗值较大，带来明显的共阻抗干扰；地线长度接近信号波长的1/4倍时，接地线将起到发射天线的作用，向外辐射干扰信号。因此，高频电路常采用多点就近接地方式，使每一段地线长度都短于信号波长的1/10，以防止天线效应和尽可能降低地阻抗。多点接地除采用按地导体外，还可以利用设备的金属结构件、机架、外壳、同轴电缆的外导体等，这样可以降低接地线阻抗，而且简化了结构。3．悬浮接地采用悬浮接地的目的是将设备或电路与公共地或可能引起环流的公共导体隔离开来。悬浮接地还可以使不同电位的电路间配合（通过光耦或变压器）变的容易。悬浮接地的最大优点是抗干扰性能好。悬浮接地的主要缺点是设备不与公共接地直接连接，容易产生静电积累，当电荷积累到一定程度，设备与公共地之间的电位差会引起强烈的静电放电，成为破坏性很强的干扰源。作为折中，可以采用悬浮接地的设备与公共地之间接进一个阻值很大的电阻，以便泄放掉所积累的电荷。悬浮地在电子设备中，悬浮接地指的是信号电路的零电位基准面与其周围的导体和大地是绝缘的。当电路、单元对大地需要获得高阻抗时，信号电路的接地面应与安全接地线、设备外壳和其它电路的接地面绝缘，这样可以减小由于地电流引起的电磁干扰。采用悬浮地的先决条件是信号接地面必须真正悬浮于大地才能达到有效地减小电磁干扰的目的。大型设备和高额电子设备因为分布参量对电路的影响大，由于静电、故障电位及雷击闪电电位，可能在悬浮地和其它易于接近的水管、外电源中心线等大地连通物之间积聚起来，形成暗流或火花放电，绝缘容易遭到破坏。频率很高时分布参量影响大，也很难做到真正绝缘。因此，大型及高频电子设备一般不宜采用悬浮地。低频、小型电子设备，容易做到真正经绝缘，随着绝缘材料的发展和绝缘技术的提高，比较普遍地采用悬浮地。4.混合接地

单点接地的优点和多点接地的缺点，促使人们想到了混合接地，即个别要求高频接地的点选择多点接地（就近接地），其余各点都采用单点接地。所谓混合接地，要求设计人员对系统各部分工作情况做一个分析，只将那些需要就近接地的点直接（或需要高频接地的点通过旁路电容）与接地平面相连。而其余各点都采用单点接地的办法。对用高频电容做旁路接地的情况，要注意电容本身可能与引线电感之间产生谐振。前面提到的接地线长度小于λ/4，只是一个基本考虑，究竟取多少长度为好，要看地线电流的大小，及每一根接地线上允许产生的压降情况。单点接地的应用频率范围一般为300kHz以下，在有些场合也可用在3MHz以下；多点接地的应用频率范围一般为300kHz以上，但在很多场合其使用频率范围为500kHz-30MHz；单点和多点的混合接地应用频率范围为50kHz-10MHz。对于电子设备，如果该电子设备既有低频电路又有高频电路，这时也应用混合接地方式。它把设备的地线分为两大类：电源地和信号地。设备中各部分的电源地线都接到电源总地线上，所有的信号地都接到信号总地线上。两根总线最后汇总到一个公共的入地点，即为大地电极。在信号地中，根据不同的工作频率采用相应的接地方式。如射频、中频放大器及中放、视频部分采用多点接地方式。显示器、扫频电路、记录仪等低频电路则采用单点接地方式。从而实现了混合接地。5.3地环路问题两个不同的接地点之间有一定的电位差，称为地电压U，这是由于两接地点间总有一定的阻抗，地电流在该公共阻抗上产生了地电压。该地电压直接加到电路上成为共模干扰电压。由于地环路的存在，会促使接地电流与地电压的形成，因此也就会产生地回路干扰。地回路干扰通常由接地共阻抗以及传输导线或金属机壳的天线效应等因素在地回路中形成共模干扰电压，该干扰电压通过各种地回路感应到受害电路的输入端，而形成地回路干扰。抑制地回路干扰与接地点的选择位置及接地点的个数有直接关系。因此在进行接地设计时，必须进行恰当的接地点选择，包括选择接地点的位置及接地点的个数。为了抑制地回路干扰，在设计中应尽量减小公共接地阻抗，除恰当的选择接地点的位置，尽量减少地回路。此外还可采用专门技术措施，以进一步抑制地回路干扰。专门技术措施（1）悬浮接地（2）差分放大器（3）隔离变压器（4）纵向扼流圈（5）光耦合器

屏蔽电缆的接地问题屏蔽作为电磁兼容控制的重要手段，可以有效的抑制电磁干扰。采用屏蔽的电缆，一方面可以有效的抑制空间电磁场对传输线的影响，避免通信失效，噪音增大，传输误码，信号误差等现象；另一方面也可以降低电缆内传输信号对外的电磁辐射，减小对周围电磁环境的污染，防止信息的泄露和失密。屏蔽电缆的屏蔽层只有在接地以后才能起到屏蔽作用。目前屏蔽电缆有单点接地，双点接地以及多点接地

1．屏蔽层接地产生的电场屏蔽（一点和多点接地原则）

屏蔽层的接地点通常选在屏蔽电缆的一端，称单端接地。如果屏蔽层不接地，由于其面积比普通导线大，耦合电容也大，产生的耦合量也大，将比不用屏蔽电缆时产生更大的电场耦合，这是需要注意的。此外，当频率较高或电缆较长时，还应每隔λ/10（λ为骚扰信号的波长）的距离接一次地。

对屏蔽线的耦合2．屏蔽层接地产生的磁场屏蔽（1）一点接地原则（单端接地）将A点与C点、B点以及D点分别用线连接起来，显然，这样就构成ABCD的回路。磁通将产生回路电压。就上图而言，有效利用AC或BD，断开其中的一方，就能避免形成回路。这就是众所周知的“一点接地原则”。(2)两点接地原则（双端接地）

（a）电路原理图（b）等效电路第6章电路的EMC设计

（1）示例1在考虑安全条件下，电源线应尽可能靠近地线，如图(b)，以减小差模辐射的环面积，也有助于减小电路的交扰。而图(a)的环面积大，这种布线方式不好。因为载流回路对外的辐射与通过电流、环路面积及信号频率等的乘积成正比。减小环路面积就是减小了电路板对外的辐射。因此要尽量减小电流流通过程的导线环路面积。电源布线（2）示例2图(a)信号线与地线距离较近，形成的环面积较小；图6.6(b)中信号线与地线距离远，形成环面积较大

时钟线、信号线的地线的布线

互连结构中典型的引脚结构（3）示例3从EMC的角度将系统分割成重要的部分和不重要的部分。重要的部分是指那些包含辐射源（例如微处理器逻辑电路或视频电路）的电路或者那些对输入干扰特别敏感的电路（如微处理器电路和低电平模拟电路）；不重要的部分则包括那些信号电平、带宽和电路的功能对干扰都不敏感或者本身不产生干扰的电路，例如非时钟逻辑电路、线性电源和功率放大器就属于这种类型。系统的划分（5）示例5地线布局分析

网状结构的接地布局，使地回流电流使用的不同路径数目最大化，因此能够尽量减小任何给定信号走线的接地电感。在单一的信号/返回路径过于复杂而不能轻易地进行定义时，这种结构很适合于具有多个封装结构的数字电路的布局。任何类型的电路都不应该使用的一种地结构的就是“梳状地”，也就是从电路板的一侧，几个不同的地分支发散出去，如图(b)所示。这样的布局迫使返回电流在一个很大的环路上流动，即使信号走线是很短的、直的，对辐射耦合和地噪声的产生都有增强作用。在电路板上不同封装之间引入的这种大的共地阻抗也会导致电路故障。只要在不同地分支之间的空隙上增加一些桥接线，就很容易将梳状地转化为严格意义上的网格地。（6）示例6接地系统混合和多点接地系统（如图(c)所示）能够克服单纯使用单点接地系统所带来的RF问题。对于数字和大信号高频系统来说，多点接地是必需的。混合接地使用电抗元件（电容器或电感器）来做成接地系统，这种接地系统在低频和射