甚高频互调干扰抑制措施

甚高频互调干扰抑制措施
甚高频互调干扰抑制措施

甚高频互调干扰抑制措施

发表时间:2017-07-20T16:41:53.640Z 来源:《基层建设》2017年第9期作者:周小涛[导读] 摘要:伴随着民航事业突飞猛进的发展,飞行流量持续不断的增加,对管制部门的要求越来越高,对甚高频通信质量的要求也不断提高。

民航宁夏空管分局宁夏银川 750000 摘要:伴随着民航事业突飞猛进的发展,飞行流量持续不断的增加,对管制部门的要求越来越高,对甚高频通信质量的要求也不断提高。甚高频(VHF)地对空通信甚高频地空通信是空管系统对航空器实施有效空域管制的重要手段,但随着各地大量无线台站的建立,使得无线电磁环境日趋复杂。民航甚高频频段受到各种干扰比较严重,特别是互调干扰已经成为危害航空通信安全的重要原因。本文将分析

互调干扰形成的机理以及提出如何减少互调干扰所应采取的措施。

关键词:甚高频;互调干扰;三阶互调干扰 1、互调干扰概述

无线电干扰是指在无线电通信过程中发生的,由一种或多种发射、辐射、感应或组合所产生的无用能量,它对无线电通信系统的接收产生影响或对无线电通信所需接收信号的接收产生影响,通过直接耦合或间接耦合方式进入接收设备信道或系统的电磁能量,它可以导致无线电通信性能下降,质量恶化,甚至会阻断通信。

无线电干扰通常分为互调干扰、同信道干扰、邻道干扰、带外干扰、杂散辐射干扰、阻塞干扰和来自非无线电设备的干扰这七大类,其中,互调干扰是无线电通信中最严重的干扰之一。互调干扰是指当两个或两个以上的频率信号同时输入收、发信机时,由于电路的非线性而产生第三个频率F0,当F0恰好落入某个电台的工作频段中,则该台将受到干扰。互调干扰不仅影响通话质量,严重的时候会造成信号严重失真,致使空中交通管制人员与飞行人员通话困难甚至联络不上,严重干扰民航地空指挥通信系统的正常运转,直接影响到飞行安全。互调干扰还会造成设备的损坏,当发射机调试好以后,它的工作频率是处在输出电路的最佳谐振点上,这时候电路电流最小,但是互调干扰信号使工作电路失谐,电流增大,元器件发热严重,大大增加发射机的故障,影响飞行安全。

2、互调干扰形成的机理

我们知道任何一个线性系统都存在非线性系数。三阶互调是指当两个信号或多个信号在一个线性系统中,由于非线性因素存在使一个信号的二次谐波与另一个信号的基波产生差拍(混频)后所产生的寄生信号。比如F1的二次谐波是2F1,他与F2产生了寄生信号2F1-F2。由于一个信号是二次谐波(二阶信号),另一个信号是基波信号(一阶信号),他们俩合成为三阶信号,其中2F1-F2被称为三阶互调信号,它是在调制过程中产生的。又因为是这两个信号的相互调制而产生差拍信号,所以这个新产生的信号称为三阶互调失真信号。产生这个信号的过程称为三阶互调失真。由于F1,F2信号一般比较接近,也造成2F1-F2,2F2-F1与原来的基带信号F1、F2比较接近,这样会干扰到原来的基带信号F1,F2。这就是三阶互调干扰。当情况比较复杂如有三个信号在一个线性系统中,如F1、F2、F3,他们除了产生上述说说的三阶互调外,还将产生三阶互调F1+F2-F3、F1+F3-F2、F2+F3-F1。当然,在这个过程中也会出现更高阶的互调,比如五阶互调、七阶互调,但是由于高阶互调信号强度较弱,造成的干扰较轻微,因此我们就一般不考虑更高阶的互调干扰,而认为三阶互调是最主要的干扰。

3、互调干扰的分类

互调干扰来源于电路的非线性,根据产生的位置不同,我们大致可分为以下三种: 3.1发射机互调干扰

由于其他信道的发射信号或RF共用器件耦合到发射机末级与本机,发射信号在功放电路中相互调制而产生新的频率组合,随同有用信号一起发射出去,对接收机形成干扰。这类干扰称为发射机互调干扰。

3.2接收机互调干扰

在接收机的前端电路中,同时两个偏离接收频率的干扰信号同时侵入接收机时,由于高频放大器和变频器的非线性,使其调制而产生互调频率,互调频率落入接收机频带内造成的干扰称为接收机互调干扰。

3.3外部效应引起的互调干扰

在发射机发射端传输电路中,由于天线、馈线接头以及其他接点接触不良,或者是异种金属的接触部分所引起非线性的原因,在强射频电场中起检波作用,从而产生互调干扰。这类干扰称为外部效应互调干扰。这类互调干扰的特性比较复杂,它是随天气和气候变化而变化,白天也黑夜、干燥和潮湿、甚至上午与下午的干扰程度都不尽相同。

4、减少互调干扰的措施

互调干扰不仅影响通话质量,严重时还会造成信号的严重失真,致使空管人员与飞行人员通话困难甚至联络不上严重干扰地空通信系统的正常运转。因此我们要想方设法去使互调干扰的危害降到最小,下面就各种互调提出减小互调干扰应采取的措施。

4.1对于减少发射机互调干扰采取的措施 1)改善发射机与天线馈线的匹配。2)改善发射机末级功放的性能,提高其线性动态范围。3)在民航VHF通信中,甚高频设备大多采用共用天线系统,各发射机与天线间可插入单向隔离器或单向隔离器与腔体滤波器的组合器件。4)在台站规划建设时,根据互调干扰产生的条件选用无三阶互调工作频率组。

4.2对于减少接收机互调干扰采取的措施 1)接收机输入回路应有良好的选择性,如采用多级调谐回路,以减少进入高效的强干扰。2)高放和混频器宜采用具有平方律特性的器件,如结型场效应管。3)接收机前端加入衰减器,降低干扰信号电平。

4.3对于减少外部效应引起的互调干扰

如果发信机的高频滤波器、射频避雷器及天线馈线等插件接触不良,或者发信机天线螺栓等金属构件有锈蚀,会存在非线性作用而出现的互调现象,这是由外部效应引起的互调现象。只要采用适当措施,如保证插接部件接触良好,并用良好的涂料防止金属构件锈蚀,便可以避免。

计算机控制系统中的抗干扰技术

第9章计算机控制系统中的抗干扰技术 ●本章的教学目的与要求 掌握各种干扰的传播途径与作用方式以及软硬件抗干扰技术。 ●授课主要内容 ●干扰的传播途径与作用方式 ●软硬件抗干扰技术 ●主要外语词汇 ●重点、难点及对学生的要求 说明:带“***”表示要掌握的重点内容,带“**”表示要求理解的内容,带“*”表示要求了解的内容,带“☆”表示难点内容,无任何符号的表示要求自学的内容 ●干扰的类型*** ●干扰的传播途径***☆ ●各类干扰的抑制方法*** ●辅助教学情况 多媒体教学课件(POWERPOINT) ●复习思考题 ●干扰的类型 ●干扰的传播途径 ●各类干扰的抑制方法 ●参考资料 刘川来,胡乃平,计算机控制技术,青岛科技大学讲义

干扰是客观存在的,研究抗干扰技术就是要分清干扰的来源,探索抑制或消除干扰的措施,以提高计算机控制系统的可靠性和稳定性。 9.1 干扰的传播途径与作用方式 干扰是指有用信号以外的噪声或造成计算机设备不能正常工作的破坏因素。产生干扰信号的原因称为信号源。干扰源通过传播途径影响的器件或系统称为干扰对象。干扰源、传播途径及干扰对象构成了干扰系统的三个要素。 9.1.1 干扰的来源 1.外部干扰 2.内部干扰 9.1.2 干扰传播途径 干扰传播途径主要有:静电耦合、磁场耦合、公共阻抗耦合。 1. 静电耦合 静电耦合是通过电容耦合窜入其他线路的。 2. 磁场耦合 在任何载流导体周围都会产生磁场,当电流变化时会引起交变磁场,该磁场必然在其周围的闭合回路中产生感应电势引起干扰,它是通过导体间互感耦合进来的。 3公共阻抗耦合 公共阻抗耦合干扰是由于电流流过回路间公共阻抗,使得一个回路的电流所产生的电压降影响到另一回路。 9.1.3 干扰的作用方式 按干扰作用方式的不同,可分为串模干扰、共模干扰和长线传输干扰。 1. 串模干扰 串模干扰是指叠加在被测信号上的干扰噪声,它串联在信号源回路中,与被测信号相加输入系统. 图9.6 串模干扰示意图图9.7 共模干扰示意图

LTE干扰抑制技术

LTE系统采用OFDM技术,小区内用户通过频分实现信号的正交,小区内的干扰基本可以忽略。但是同频组网时会带来较强的小区间干扰,如果两个相邻小区在小区的交界处使用了相同的频谱资源,则会产生较强的小区间干扰,严重影响了边缘用户的业务体验。因此如何降低小区间干扰,提高边缘用户性能,成为LTE系统的一个重要研究课题。 小区间干扰抑制技术 在LTE的研究过程中,主要讨论了三种小区间干扰抑制技术:小区间干扰随机化、小区间干扰消除和小区间干扰协调。小区间干扰随机化主要利用了物理层信号处理技术和频率特性将干扰信号随机化,从而降低对有用信号的不利影响,相关技术已经标准化;小区间干扰消除也是利用物理层信号处理技术,但是这种方法能“识别”干扰信号,从而降低干扰信号的影响;小区间干扰协调技术是通过限制本小区中某些资源(如频率、功率、时间等)的使用来避免或降低对邻小区的干扰。这种从RRM的角度来进行干扰协调的方法使用较为灵活,因此有必要深入研究以达到有效抑制干扰、提高小区边缘性能的目的。 小区间干扰协调的基本思想就是通过小区间协调的方式对边缘用户资源的使用进行限制,包括限制哪些时频资源可用,或者在一定的时频资源上限制其发射功率,来达到避免和减低干扰、保证边缘覆盖速率的目的。 小区间干扰协调通常有以下两种实现方式。 静态干扰协调:通过预配置或者网络规划方法,限定小区的可用资源和分配策略。静态干扰协调基本上避免了X 接口信令,但导致了某些性能的限制,因 2 为它不能自适应考虑小区负载和用户分布的变化。 半静态干扰协调:通过信息交互获取邻小区的资源以及干扰情况,从而调整本小区的资源限制。通过X 接口信令交换小区内用户功率/负载/干扰等信息, 2 周期通常为几十毫秒到几百毫秒。半静态干扰协调会导致一定的信令开销,但算法可以更加灵活的适应网络情况的变化。

串模干扰共模干扰概念以及抑制方法

串模干扰共模干扰概念以及抑制方法 发布日期:2010-03-11 仪表在工业生产的现场使用的条件常常是很复杂的。被测量的参数又往往被转换成微弱的低电平电压信号,并通过长距离传输至二次表或者计算机系统。因此除了有用的信号外,经常会出现一些与被测信号无关的电压或电流存在。这种无关的电压或电流信号我们称之为“干扰”(也叫噪声)。 干扰的来源有很多种,通常我们所说的干扰是电气的干扰,但是在广义上热噪声、温度效应、化学效应、振动等都可能给测量带来影响,产生干扰。在测量过程中,如果不能排除这些干扰的影响,仪表就不能够正常的工作。 根据仪表输入端干扰的作用方式,可分为串模干扰和共模干扰。串模干扰是指叠加在被测信号上的干扰;共模干扰是加在仪表任一输入端与地之间的干扰。 干扰来自于干扰源,它们在仪表内外都可能存在。在仪表外部,一些大功率的用电设备以及电力设备都可能成为干扰源,而在仪表内部的电源变压器、机电器、开关以及电源线等也均可能成为干扰源 1) 串模干扰的抑制 串模干扰与被测信号所处的地位相同,因此一旦产生串模干扰,就不容易消除。所以应当首先防止它的产生。防止串模干扰的措施一般有以下这些: * 信号导线的扭绞。由于把信号导线扭绞在一起能使信号回路包围的面积大为减少,而且是两根信号导线到干扰源的距离能大致相等,分布电容也能大致相同,所以能使由磁场和电场通过感应耦合进入回路的串模干扰大为减小。 * 屏蔽。为了防止电场的干扰,可以把信号导线用金属包起来。通常的做法是在导线外包一层金属网(或者铁磁材料),外套绝缘层。屏蔽的目的就是隔断“场”的耦合,抑制各种“场”的干扰。 屏蔽层需要接地,才能够防止干扰。 * 滤波。对于变化速度很慢的直流信号,可以在仪表的输入端加入滤波电路,以使混杂于信号的干扰衰减到最小。但是在实际的工程设计中,这种方法一般很少用,通常,这一点在仪表的电路设计过程中就已经考虑了。 以上的几种方法是主要是针对与不可避免的干扰场形成后的被动抑制措施,但是在实际过程中,我们应当尽量避免干扰场的形成。譬如注意将信号导线远离动力线;合理布线,减少杂散磁场的产生;对变压器等电器元件加以磁屏蔽等等,采取主动隔离的措施。

电磁干扰及抑制技术

电磁干扰及常用的抑制技术 摘要:各种干扰是机电一体化系统和装置出现瞬时故障的主要原因。电磁兼容性设计是目前电子设备及机电一体化系统设计时考虑的一个重要原则,它的核心是抑制电磁干扰。电磁干扰的抑制要从干扰源、传播途径、接收器三个方面着手,切断干扰耦合的途径,干扰的影响也将被消除。常用的方法有滤波、降低或消除公共阻抗、屏蔽、隔离等。 关键词:电磁干扰干扰抑制屏蔽接地 1.电磁干扰 电磁干扰(electro magnetic interference,EMI)是指系统在工作过程中出现的一些与有用信号无关的、并且对系统性能或信号传输有害的电气变化现象。构成电磁干扰必须具备三个基本条件:①存在干扰源;②有相应的传输介质;③有敏感的接收元件。只要除去其中一个条件,电磁干扰就可消除,这就是电磁抑制技术的基本出发点。 1.1 电磁干扰的分类 常见的各种电磁干扰根据干扰的现象和信号特征不同有以下分类方法。 1、按其来源分类 (1) 自然干扰。 自然干扰是指由于大自然现象所造成的各种电磁噪声。 (2) 人为干扰。

由于电子设备和其他人工装置产生的电磁干扰。 2、按干扰功能分类 (1) 有意干扰。 有意干扰是指人为了达到某种目的而有意识制造的电磁干扰信号。这是当前电子战的重要手段。 (2) 无意干扰。 无意干扰是指人在无意之中所造成的干扰,如工业用电、高频及微波设备等引起的干扰等。 3、按干扰出现的规律分类 (1) 固定干扰。 多为邻近电气设备固定运行时发出的干扰。 (2) 半固定干扰。 偶尔使用的设备(如行车、电钻等)引起的干扰。 (3) 随机干扰。 无法预计的偶发性干扰。 4、按耦合方式分类 (1) 传导耦合干扰。 传导耦合是指电磁噪声的能量在电路中以电压或电流的形式,通过金属导线或其他元件(如电容器、电感器、变压器等)耦合到被干扰设备(电路)。 (2) 辐射耦合干扰。 电磁辐射耦合是指电磁噪声的能量以电磁场能量的形式,通过空

电磁兼容中差模与共模干扰及抑制技术

电磁兼容中差模与共模干扰及抑制技术 于 虹 (国家计算机外设质检中心,杭州310012) 摘 要 本文分析了引起差模和共模干扰现象的原因,提出了测量和确定辐射场源特性的方法,对差模干扰和共模干扰提出了抑制方法。 关键词 电磁兼容 差模干扰 共模干扰 一、引起差模与共模干扰的物理原因 电磁兼容辐射干扰问题主要来自电路中的电流突变产生的磁场变化或电压突变产生的电场变化;当把距辐射源的距离与波长λ作比较作为近场与远场区域的分界点(一般把距离λ的区域定义为近场区域,把距离 λ的区域定义为远场区域),若近场范围以磁场为主时,表明它与差模电流有密切关系,而电场与共模电流有密切关系。 电流的变化会引起电压的变化,反之亦然。但在实际电路中是其中之一占主导地位。辐射源的阻抗决定着近场是以磁场为主还是以电场为主。一般来讲,磁场是由仪器中某一局部回路产生的,这些回路可以分解为不同的模式。 电路中的阻抗概念是正确理解问题的一个重要概念,这里所提及的阻抗是指在特定辐射频率下的总的阻抗,这与通常所理解的阻抗概念有所不同。比如,电路中的连结器常被认为是低阻抗,但在高频条件下由于电路中的感应现象而实际上呈高阻抗。在一个电路中所有导线变为高阻抗的最常见方式就是线路中接地线显著的感应现象,在有些频率下,地线被感应成为高阻抗状态。对于整个线路来讲,地线实际上是以高阻抗状态与线路中其它线相串联起来了。在这种情形下,通过电容耦合形成回流。低阻场或者由电流产生的场,主要是磁场,在近场处以磁场为主。低阻场与低阻源相联系,也就是说与差模干扰有密切关系。 二、确定差模与共模干扰的诊断技术 低源阻抗引起电流变化的场,这决定了在近场区域以磁场为主,反之亦然,这就是确定辐射是否为差模干扰的基础。测量场阻的变化采用近场探头和频谱分析仪联合进行,其仪器配置及测试方法见图1所示。设E∶E场场强; H∶H场场强;P F∶探头性能因子;Z∶场阻抗;则H=Vh+P Fh-52;E=Ve+PFe;Z= 10(e-h)/20;若Z<377Ψ,那么d i/d t是主要的,辐射可能是差模;若Z>377Ψ,d v/d t是主要的,辐射可能是共模的 。 图1 在测量H场时要注意探头的取向,一般沿着源的两个径向测量,每个方向上测量2~6个点,点距为1~4m,在近场处间距要小一点。每个测量点上同时测出H场和E场的数据。 对于得到的实验数据采用两种方式处理均可:①作出H场和E场场强随距离变化的曲线,其中一个比另一个变化快。当H场变化较快时,为低阻抗源问题;当E场变化较快时为高阻抗源问题。②在同一测量点上(近场范围)利用Z=E/H来求出该测量点的场阻,并 25 计量技术 1997.№2

共模干扰抑制技术

开关电源的共模干扰抑制技术 0 引言 由于MOSFET及IGBT和软开关技术在电力电子电路中的广泛应用,使得功率变换器的开关频率越来越高,结构更加紧凑,但亦带来许多问题,如寄生元件产生的影响加剧,电磁辐射加剧等,所以EMI问题是目前电力电子界关注的主要问题之一。 传导是电力电子装置中干扰传播的重要途径。差模干扰和共模干扰是主要的传导干扰形态。多数情况下,功率变换器的传导干扰以共模干扰为主。本文介绍了一种基于补偿原理的无源共模干扰抑制技术,并成功地应用于多种功率变换器拓扑中。理论和实验结果都证明了,它能有效地减小电路中的高频传导共模干扰。这一方案的优越性在于,它无需额外的控制电路和辅助电源,不依赖于电源变换器其他部分的运行情况,结构简单、紧凑。 1 &n bsp; 补偿原理 共模噪声与差模噪声产生的内部机制有所不同:差模噪声主要由开关变换器的脉动电流引起;共模噪声则主要由较高的d/d与杂散参数间相互作用而产生的高频振荡引起。如图1所示。共模电流包含连线到接地面的位移电流,同时,由于开关器件端子上的d/d是最大的,所以开关器件与散热片之间的杂散电容也将产生共模电流。图2给出了这种新型共模噪声抑制电路所依据的本质概念。开关器件的d/d通过外壳和散热片之间的寄生电容对地形成噪声电流。抑制电路通过检测器件的d/d,并把它反相,然后加到一个补偿电容上面,从而形成补偿电流对噪声电流的抵消。即补偿电流与噪声电流等幅但相位相差180°,并且也流入接地层。根据基尔霍夫电流定律,这两股电流在接地点汇流为零,于是50Ω的阻抗平衡网络(LISN)电阻(接测量接收机的BNC端口)上的共模噪声电压被大大减弱了。 图1 CM及DM噪声电流的耦合路径示意图

开关电源防共模干扰的方法

开关电源防共模干扰的方法 开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IGBT和MOSFET构成。由于MOSFET及IGBT和软开关技术在电力电子电路中的广泛应用,使得功率变换器的开关频率越来越高,结构更加紧凑,但亦带来许多问题,如寄生元件产生的影响加剧,电磁辐射干扰加剧等,所以EMI问题是目前电力电子界关注的主要问题之一。 开关电源比线性电源会产生更多的干扰,对共模干扰敏感的用电设备,应采取接地和屏蔽措施, 共模噪声则主要由较高的dv/dt与杂散参数间相互作用而产生的高频振荡引起。如图1所示。 采用屏蔽技术可以有效地抑制开关电源的电磁辐射干扰。例如,功率开关管和输出二极管通常有较大的功率损耗,为了散热往往需要安装散热器或直接安装在电源底板上。器件安装时需要导热性能好的绝缘片进行绝缘,这就使器件与底板和散热器之间产生了分布电容,开关电源的底板是交流电源的地线,因而通过器件与底板之间的分布电容将电磁干扰耦合到交流输入端产生共模干扰,解决这个问题的办法是采用两层绝缘片之间夹一层屏蔽片,并把屏蔽片接到直流地上,割断了射频干扰向输入电网传播的途径。为了抑制开关电源产生的辐射,电磁干扰对其他电子设备的影响,可完全按照对磁场屏蔽的方法来加工屏蔽罩,然后将整个屏蔽罩与系统的机壳和地连接为一体,就能对电磁场进行有效的屏蔽。电源某些部分与大地相连可以起到抑制干扰的作用。例如,静电屏蔽层接地可以抑制变化电场的干扰;电磁屏蔽用的导体原则上可以不接地,但不接地的屏蔽导体时常增强静电耦合而产生所谓“负静电屏蔽”效应,所以仍以接地为好,这样使电磁屏蔽能同时发挥静电屏蔽的作用。电路的公共参考点与大地相连,可为信号回路提供稳定的参考电位。因此,系统中的安全保护地线、屏蔽接地线和公共参考地线各自形成接地母线后,最终都与大地相连。 在电路系统设计中应遵循“一点接地”的原则,如果形成多点接地,会出现闭合的接地环路,当磁力线穿过该回路时将产生磁感应噪声,实际上很难实现“一点接地”。因此,为降低接地阻抗,消除分布电容的影响而采取平面式或多点接地,利用一个导电平面(底板或多层印制板电路的导电平面层等)作为参考地,需要接地的各部分就近接到该参考地上。为进一步减小接地回路的压降,可用旁路电容减少返回电流的幅值。在低频和高频共存的电路系统中,应分别将低频电路、高频电路、功率电路的地线单独连接后,再连接到公共参考点上。

电子设备干扰抑制技术教材

电子设备干扰抑制技术 摘要:对电子设备产生干扰的原因及干扰抑制方法进行分析讨论,提出了 使电子设备正常工作应采取的各种抑制干扰的技术措施。 关键词:电子设备;电磁兼容;干扰 1 引言 任何电子设备产生的电磁干扰和响应过程,可以用辐射和传导来描述干 扰发生源,可以用辐射敏感性和传导敏感性来描述响应接收设备特性,因此,所有电磁干扰的抑制方法可以从以下三个方面入手: ——抑制电磁干扰源; ——切断电磁干扰耦合途径; ——降低电磁敏感装置的敏感性。 本文主要围绕这三个方面讨论提高电子设备电磁兼容性的措施,诸如选择抑制电磁干扰的电路,采用合适的工作状态;实施正确的搭接、接地、屏蔽、滤波、分层防护;采用合理分类布线等方法都能有效地抑制电磁干扰或降低敏感。各种方法在电子设备中不仅独立使用,而且相互之间又存在着关联。

下面主要从接地、屏蔽和滤波等方面概述对干扰的抑制技术。 2 接地 在电子设备中接地是抑制电磁噪声和防止电磁干扰以及保护人员和设备安全的重要方法之一。要求电子设备时机座、金属外壳必须可靠地接地,这是为了保护人员和设备的安全,称为“保护接地”;另一类接地称为“屏蔽接地”,指为抑制干扰而采用的屏蔽层(体)的接地,以起到良好的抗干扰作用。 2. 1 目的 接地的主要目的如下: ——保护设备和人身安全,防止雷电危害和电源故障时发生电击; ——泄放静电荷,以免设备内部放电造成干扰; ——提高电子设备电路系统工作稳定性。 2. 2 分类2.2.1 悬浮地

指电子设备地线系统与接大地系统及其他导电结构物相绝缘。 来自接线的干扰,如图1所示。其优点是抗干扰性能好。缺点是电子设备 容易产生静电积累。当电荷积累达到一定程度时,会产生静电放电,另外 在雷电的环境下,静电感应产生的高压会在设备机箱内产生飞弧,成为破 坏性很强的干扰源,也容易使操作人员遭到电击。 222 单点接地 指电子设备中信号电路先参考于一点,然后把该点接至设施的接大地系 统,如图2所示。其优点是简单实用,地线上其它部分的电流不会耦合进 电路。缺点是需要大量导体,成本较高,而且随着频率升高,接地 阻抗将 增大,致使接地不理想。 般适用于工作频率在1MHz 以下的低频设备与系统中 2.2.3 多点接地 指电子设备的各电路系统地线接至最近的低阻抗地线上,使接地线最 短,如图3所示。其优点是简化电子设备内的电路结构,能有效地降低接 地阻抗及减少地线间主要抑制 图2设备单点接地

浅谈基于EMC的共模干扰与差模干扰以及抑制方法

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。 3.接地电压不一样,简单的说就电位差而造就了共模干扰。

从3G-5G小区间干扰抑制技术综述汇总

3G-5G小区间干扰抑制技术综述 一、概述: 干扰,泛指一切进入信道或通信系统对合法信号的正常工作造成了影响非期望信号。移动通信系统的干扰是影响无线网络掉话率、接通率等系统指标的重要因素之一。它严重影响了网络的正常运行和用户的通话质量。 1.1、干扰的分类: (1)、从频段上可分为上行干扰与下行干扰。上行干扰定义为干扰信号在移动网络上行段,基站受外界射频干扰源干扰。上行干扰的后果是造成基站覆盖率的降低。物理上看,在无上行干扰的情况下,基站能够接收较远处手机信号。当上行干扰出现时,期望的手机信号需强于干扰信号,基站才能与手机联络,因此手机必须离基站更近,因此造成了基站覆盖率的降低。下行干扰是指干扰源所发干扰信号在移动网络下行频段,手机接收到干扰信号,无法区分正常基站信号,使手机与基站联络中断,造成掉话或无法登记。由于基站下行信号通常较强,对GSM来说,当某一下行频点被干扰时,手机能够选择次强频点,与其他基站联络。而CDMA本身即自扰系统,因此上行干扰的危害比下行干扰更严重。 (2)、从频点上可分为同频干扰与非同频干扰。同频干扰广义上是指干扰源占用的频率恰好与正常信号频率相同,上行下行都存在。但在移动通信网络中,同频干扰特指GSM制式中不同基站同一频点的下行信号在同一小区出现,使手机无法区分不同的基站,形成干扰。由于GSM制式采用多频点复用,相邻小区不会用同一频点。但远处小区功率控制出现问题时,远处小区同频点信号可能千扰到本小区。 (3)、从干扰源可分为固定频率干扰、随机宽带干扰、强信号对弱信号的干扰以及互调干扰等。固定频率干扰是指具有固定频率的干扰源工作于移动通信频段。这种干扰频率几乎不变,或小围抖动,上下行都可能存在;随机宽带干扰,是指具有宽频带或频率随机变化的干扰源工作于移动通信频段,这种干扰幅度起伏不定,频率随机飘动,主要存在于上行;强信号对弱信号的干扰,是指合法的信号占用合法的频率,由于功率过强,造成邻近频段接收设备阻塞。或由于强信号杂散辐射过宽,造成对邻接频段的干扰;互调干扰,是由于外部一个或多个无线信号源由馈缆进入接收装置的非线性放大器产生的。

仪器仪表的抗干扰措施

仪器仪表的抗干扰措施 仪器仪表的可靠性设计是一项系统工程,它直接影响到工业生产装置是否安全、长周期稳定运行,而系统的抗干扰能力是关系到整个系统可靠运行的关键。仪表在工业生产的现场使用的条件常常是很复杂的。被测量的参数又往往被转换成微弱的低电平电压信号,并通过长距离传输至二次表或者计算机系统。因此除了有用的信号外,经常会出现一些与被测信号无关的电压或电流存在。这种无关的电压或电流信号我们称之为“干扰”(也叫噪声)。 仪器仪表干扰来源有很多种,通常我们所说的干扰是电气的干扰,但是在广义上热噪声、温度效应、化学效应、振动等都可能给测量带来影响,产生干扰。在测量过程中,如果不能排除这些干扰的影响,仪表就不能够正常的工作。根据仪表输入端干扰的作用方式,可分为串模干扰和共模干扰。串模干扰是指叠加在被测信号上的干扰;共模干扰是加在仪表任一输入端与地之间的干扰。 1、主要干扰源 (1)静电感应 静电感应是由于两条支电路或元件之间存在着寄生电容,使一条支路上的电荷通过寄生电容传送到另一条支路上去,因此又称电容性耦合。 (2)电磁感应 当两个电路之间有互感存在时,一个电路中电流的变化就会通过磁场耦合到另一个电路,这一现象称为电磁感应。例如变压器及线圈的漏磁、通电平行导线等。 (3)漏电流感应 由于电子线路内部的元件支架、接线柱、印刷电路板、电容内部介质或外壳等绝缘不良,特别是传感器的应用环境湿度较大,绝缘体的绝缘电阻下降,导致漏电电流增加就会引起干扰。尤其当漏电流流入测量电路的输入级时,其影响就特别严重。

3)附加热电势和化学电势。 主要是由于不同金属产生的热电势以及金属腐蚀等原因产生的化学电势,当它处于电回路时会成为干扰,这种干扰大多以直流的形式出现。在接线端子板或是干簧继电器等处容易产生热电势。 4) 振动。 导线在磁场中运动时,会产生感应电动势。因此在振动的环境中把信号导线固定是很有必要的。以上这4种干扰都是和信号串联,也就是以串模干扰的形式出现。 5)不同地电位引入的干扰。 在大地中,各个不同点之间往往存在电位差。尤其在大功率的用电设备附近,当这些设备的绝缘性能较差时,这一电位差更大。而在仪表的使用中往往又会有意或无意的是输入回路存在两个以上的接地点。这样就会把不同接地点的电位差引入仪表,这种地电位差有时能达1~10伏以上,它是同时出现在两根信号导线上。 通过静电耦合的方式,能在两输入端感应出对地的共同电压,以共模干扰的形式出现。由于共模干扰它不和信号相叠加,它不直接对仪表产生影响。但它能通过测量系统形成到地的泄漏电流,这漏电流通过电阻的耦合就能直接作用于仪表,产生干扰。 (4)射频干扰

电磁干扰抑制技术

电磁干扰抑制技术 [摘要]介绍了电磁干扰(EMI)的基本概念,围绕电磁干扰三要素,介绍了各种不同的电磁干扰抑制技术以及电磁兼容设计思路,强调了电子产品在设计初即进行EMC研究的重要性。[关键词] 电磁干扰(EMI) 电磁兼容性(EMC) 抑制技术 一、电磁干扰(ElectromagneticInterference, EMI)基本概念 电磁干扰是指由无用信号或电磁骚扰(噪声)对有用电磁信号的接收或传输所造成的损害。 [1]一个系统或系统内某一线路受电磁干扰程度可以表示为如下关系式: N=G×C/I, G:噪声源强度; C:噪声通过某种途径传到受干扰处的耦合因素; I:受干扰电路的敏感程度。 G、C、I这三者构成电磁干扰三要素。电磁干扰抑制技术就是围绕这三要素所采取的各种措施,归纳起来就是三条:一是抑制电磁干扰源;二是切断电磁干扰耦合途径;三是降低电磁敏感装置的敏感性。 二、电磁干扰抑制技术概述 1.抗EMI系统设计技术。 抗EMI系统设计技术是提高电子整机电磁兼容性(EMC)性能的关键所在。因此该技术又称为EMC设计技术。 EMC设计的目的是使电子、电气产品在一定的电磁环境中能正常工作,既满足标准规定的抗干扰极限值要求,在受到一定的电磁干扰时,无性能降级或故障;又满足标准规定的电磁

辐射极限值要求,对电磁环境不构成污染源。因此,EMC是产品的重要性能之一,也是实现产品效能的重要保证。 EMC设计要从分析产品预期的电磁环境、干扰源、耦合途径和敏感部件入手,采用相应的技术措施,抑制干扰源、切断或削弱耦合途径,增强敏感部件的抗干扰能力等。并进行计算机仿真和测试验证。 EMC设计技术包括系统设计、结构设计、材料和元器件的选取以及抗EMI元器件的使用等。其中有源器件的选用十分关键。 EMC设计技术在产品设计的初级阶段就应十分重视,尽可能把80%~90%以上的问题解决在初级阶段。一旦产品批量生产了,发现EMC问题再去解决,就会事倍功半。 2.EMI抑制材料技术。 (1)屏蔽材料。 屏蔽就是利用材料的反射和/或吸收作用,以减少EMI辐射。屏蔽材料的有效填置可减少或清除不必要的缝隙,抑制电磁耦合辐射,降低电磁泄漏和干扰。具有较高导电、导磁性能的材料可作为电磁屏蔽材料,一般要求屏蔽性能达40~60dB。目前常用的屏蔽材料有金属材料和高分子材料两大类。 金属材料按用途又可分为衬垫屏蔽材料和透气性屏蔽材料两种。任何实用的机箱都会有缝隙,由于缝隙的导电不连续性,在该处即产生电磁泄漏。解决的办法是在非永久性搭接处加电磁密封衬垫。如金属丝网衬垫、导电橡胶衬垫、铍铜指形簧片、螺旋管衬垫及橡胶芯衬垫+金属丝网等。任何机箱为了散热透气往往开有小孔,因此引发电磁泄漏,用金属丝网难以达到完全屏蔽效果,需采用波导窗、多层截止波导通风板和泡沫金属等以改善屏蔽效果。由铜或镍及连通的空洞组成、空心金属骨架互连的三维网状结构金属泡沫作屏蔽材料,在10~100MHz范围内,屏蔽性能达90dB,且重量轻、体积小,是很有前途的屏蔽材料。

共模干扰抑制实例

共模干扰抑制实例 安徽电子科学研究所李浩 共模干扰无处不在,一般情况下,消除或抑制共模干扰是设计信号调理电路必须面对的问题。尤其是针对微弱信号采集调理电路,只有采集妥当的措施才能保证电路具备良好的抑制共模干扰性能,并正常工作。例如心电采集电路,电路所要采集的是人体不同电位点间的电位差,此电位差正常在8mV以下,典型值为1mV。人体又通常不可避免的暴露在工频干扰的空间之中,良好的抑制50Hz工频共模干扰是心电采集电路的基本要求之一。下面以单导联心电采集电路为例,分析共模干扰转化为差模干扰对测量产生影响及右腿驱动电路引入对共模干扰的抑制能力。 单导联包括LA、RA和LL。LA和RA为I导联检测电极,LL为右腿驱动电极。心电芯片中集成的仪表放大器本身具有一定的共模抑制能力,但由于所接导联线长度长,线路布局差异等因数,导致差分输入的两端阻抗不能完全对称,较强的共模干扰就会转换为差分干扰进入仪表放大器,造成较大的输出干扰。心电电路中LL电极实际上是取差分输入端的共模电压经反相后输入到人体,以将差分输入端的共模电压成分抵消或减小。 通过图示分析如下。 (1)理想状态下,无共模干扰,差分输入两端阻抗完全匹配,输出信号完全是两点间电位差。 图1 (2)实际情况下,空间存在共模干扰。 图2 (3)为便于立即结算等效为下图,如果差分输入两端阻抗完全匹配,一定范围内的共模干扰电压V仍不会对输出产生影响。

图3 (4)实际上,差分输入端存在阻抗,如果两端阻抗完全对称,则仍不会对输出产生影响。 图4 (5)等效为以下电路便于理解计算,R LA和R RA等效为两个输入端的阻抗,其差异设计为51kΩ(依据YY1139-2013标准),该阻抗的差异主要源自皮肤-电极阻抗不平衡,即同一患者身上连接的两个电极间的阻抗预期变化较大。如果皮肤-电极阻抗存在不平衡,考虑到任何电极对地的有限阻抗,共模电路将产生差分信号。共模电压之所以取值10V,也是依据YY1139-2013标准。 按下图电路举例计算,差分输入两端将存在0.5mV的差异。由于人体心电信号本身就是在8mV以下,典型值为1mV,由此可见0.5mV的干扰信号不容忽视,如果不采取有效措施,将对输出产生较严重的干扰。 图5 (6)引入驱动电极,抵消共模电压,有效降低共模电压转换为差模电压,进入测量系统产生干扰。右腿驱动电路部分的作用是,获取LA和RA两端的共模电压,经过反相后变

解决电力系统的谐波污染的措施和方法

匡兴杰 北京和利时系统工程股份有限公司(100096) 摘要:为了解决电力系统的谐波污染问题,专家们进行了大量的研究尝试了各种谐波抑制和无功功率补偿措施,从传统的LC滤波到有源电力滤波,各种各样的谐彼抑制技术层出不穷。文中针对电力系统的实际情况,就抑制谐波、补偿无功功率、消除谐波引起的谐振等问题进行了研究和探讨,对LC无源滤技术作了分析,对混合型有源滤波器等系统作了简单介绍;本文论述了多种防止电力谐波污染的方法和措施,并论述了对高次谐波的抑制具体办法。 关健词:谐波,污染,无功功率补偿,防治措施 1. 前言 电能或电力是公认的清洁动力。但众所周知,它也存在着污染。在电能的形成过程中,如火力发电厂的烟气、灰渣造成的常规环境污染、核电站可能造成的核辐射污染,大型水电站的建设可能出现的生态平衡问题等等。电能形成后,在传递、变换过程中电磁波辐射造成的环境污染等等。 现代技术装备,要求高质量的电能,电能质量,包括电压、频率与波形。电能的质量不仅直接影响用电器具的使用效能,而且它影响到整个国民经济的整体效益以及我国产品在国际上的竞争能力。大量非线性元件引人电力系统,使系统电压波形及电流波形发生畸变。波形畸变给产生畸变波形电流的装置自身、与其相接的其它装置以及电力系统运行都带来不良影响。这些不良影响或危害可以归纳为以下八个方面: 1、激发谐振,引起破坏性的过电流与过电压; 2、产生附加功率损耗,降低效率; 3、引起发热,加速绝缘老化,缩短设备使用寿命; 4、使测量仪表误差增加,影响监控效果与经济效益; 5、使自动装置失灵,控制失控,使设备不能正常运行; 6、使继电保护不能正确动作一误动或拒动; 7、大的有功和无功冲击,造成电压和频率的大幅度波动,将会造成负载,甚至系统的不稳定; 8、电压闪变,恶化工作环境,有害人体健康与工作效率。 这些影响已经严重影响电力用户和供电网的正常工作,并已造成了严重的损失。电压及电流波形畸变最早是由整流器引起的,这种整流器引起的畸变通常都是工频周期的周期性畸变。这类畸变波用傅里叶级数分析最为方便。傅里叶级数把周期畸变波分解为与畸变波频率相同的及无穷多与该频率成整数倍的正弦分量。这些正弦分量就是我们常称的“谐波”。把畸变波引起的危害称为“谐波污染”。这类谐波是电力的电压和电流的谐波。我们把它称为“电力谐波”,习惯上也把谐波污染称作“电力污染”。 电力污染随着现代电力的发展不断出现并日趋严重。电力污染与系统关系密切,实质上是电能质量问题,涉及面广,具有独特的复杂性,难于认识并难于治理。电力污染也随着技术的发展可以得到有效的控制,并最终将与电网运行控制结合起来。电力污染的理论发展与实践,逐步形成自己的理论体系与工程实践,并因此而形成一门新的边缘分支学科一电力环境工程学。 2. 谐波的产生和危害

第7章 传器与检测系统的干扰抑制技术

第7章传感器与检测系统的干扰抑制技术 ?教学要求 1.了解噪声干扰的来源及噪声的耦合方式。 2.掌握噪声的干扰模式。 3.掌握硬件和软件抗干扰技术。 ?教学课时8学时 ?教学内容: 7.1 噪声干扰的形成 一、干扰与噪声 噪声:任何不希望有的信号,即在有用频带内的任何不希望出现的干扰。 干扰的来源:系统内部干扰;系统外部的干扰 形成干扰的三个条件:干扰源、干扰的耦合通道(耦合方式)、干扰的接收电路。 干扰的耦合方式包括电容性耦合(电路的寄生电容)、互感性耦合、公共地线的耦合、漏电耦合、辐射电磁场耦合等。 PN之比,通常用S/N表示,即 在测量过程中应尽量提高信噪比,以减少噪声对测量结果的影响。 7.1.1噪声源 1.机械干扰 机械干扰是指机械振动或冲击使电子检测装置中的元件发生振动,改变了系统的电气参数,造成可逆或不可逆的影响。 2.湿度及化学干扰 当环境相对湿度增加时,物体表面就会附着一层水膜,并渗入材料内部,降低了绝缘强度,造成了漏电、击穿和短路现象;潮湿还会加速金属材料的腐蚀,并产生原电池电化学干扰电压;在较高的温度下,潮湿还会促使霉菌的生长,并引起有机材料的霉烂。 3.固有噪声干扰 在电路中,电子元件本身产生的、具有随机性、宽频带的噪声称为固有噪声。最重要的固有噪声源是电阻热噪声、半导体散粒噪声和接触噪声等。固有噪声可以从喇叭或耳机中反映出来,但更多的时候是反映在输出电压的无规律跳变上。 4.电、磁噪声干扰 电磁干扰源分为两大类:自然界干扰源和人为干扰源,后者是检测系统的主要干扰源。 (1)自然界干扰源包括地球外层空间的宇宙射电噪声、太阳耀斑辐射噪声以及大气层的天电噪声。后者的能量频谱主要集中在30MHz以下,对检测系统的影响较大。 (2)人为干扰源又可分为有意发射干扰源和无意发射干扰源。 7.1.2噪声的耦合方式 噪声要引起干扰必须通过一定的耦合通道或传输途径才能对检测装置的正常工作造成不良的影响。常见的干扰耦合方式主要有静电耦合、电磁耦合、共阻抗耦合和漏电流耦合。 1.静电耦合 2.电磁耦合 3.阻抗耦合 4.漏电流耦合

共模与差模传导干扰分析及抑制技术研究(西电,邱杨教授)

ELECTRONICS QUALITY?2004第10期? 电子质量1.引言 随着电子和电气设备的密度急剧增加,无线电频谱日益拥挤,对电子设 备的电磁兼容性的要求也越来越高。电磁兼容性(ElectromagneticCompatibility,EMC)是指仪器设备在可能的电磁干扰环境下仍然能正常工作的能力。它主要是研究在有限空间和频谱范围内,可能发出电磁干扰的各种电子、电气等系统如何在合理的条件下使其互不干扰,即实现共存。而在电磁兼容中要解决的根本问题则是对电磁干扰的抑制。电磁干扰(Electromagnetic Interference,EMI)是导致电气、电子设备在某种电 磁环境中不能可靠工作的主要原因,按其模式主要可分为两种:共模干扰和差模干扰。在实际中,大多数产品电磁兼容性能不合格都是由于不能很好抑制这两种干扰的结果。电磁干扰对 电子设备造成的危害,轻则设备损坏,重则损失惨重。如1967年发生在越南美军基地的一起由于电磁耦合而引起的爆炸事故,导致134人丧生、27枚导弹被引爆,造成了200亿美元的重大损失。因此,正确区分共模和差模干扰以 及对其进行抑制技术研究具有非常重要的现实意义。下面就着重对这两种干扰的成因、诊断及抑制分别进行阐 述。2.电磁干扰的形式和起因 电磁干扰涉及的范围很广,包括工业、军事、科研、医疗等社会生活的各个方面。它从耦合途径上来分,主要有传导电磁干扰和辐射电磁干扰。传导电磁干扰又可分为共模和差模传导干扰,同样辐射电磁干扰也可分为共模和差模辐射干扰。 共模干扰指的是干扰电压在信号线及其回线(一般称为信号地线)上的 幅度相同,这里的电压以附近任何一个物体(大地、参考地线板、金属机箱等)为参考电位,干扰电流回路则是在导线与参考物体构成的路中流动,如图1所示(图1、2中模块A、B分别指发 送部分——源端和接收部分——负载端, 、 分别为信号线和回流线阻抗)。 差模干扰指的是干扰电压存在于信号线及其回线(一般称为信号地线)之间,干扰电流回路则是在导线与参考物体构成的回路中流动,如图2所示。 一般来说,对于传导干扰,在相线 (信号线)或中线(回线)与地线之间的都是共模干扰,相线(信号线)与中线(回线)之间的则是差模干扰。而对于辐射干扰,低频干扰多是差模干扰,高频则是共模干扰。下面则重点介绍共模与差模传导干扰的诊断与抑制。 3.确定共模与差模干扰的诊断技术 由于抑制共模干扰和差模干扰的方法完全不同,因此采取抑制措施之

仪器仪表的抗干扰措施

仪器仪表的抗干扰措施 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】

仪器仪表的抗干扰措施 仪器仪表的可靠性设计是一项系统工程,它直接影响到工业生产装置是否安全、长周期稳定运行,而系统的抗干扰能力是关系到整个系统可靠运行的关键。仪表在工业生产的现场使用的条件常常是很复杂的。被测量的参数又往往被转换成微弱的低电平电压信号,并通过长距离传输至二次表或者计算机系统。因此除了有用的信号外,经常会出现一些与被测信号无关的电压或电流存在。这种无关的电压或电流信号我们称之为“干扰”(也叫噪声)。 仪器仪表干扰来源有很多种,通常我们所说的干扰是电气的干扰,但是在广义上热噪声、温度效应、化学效应、振动等都可能给测量带来影响,产生干扰。在测量过程中,如果不能排除这些干扰的影响,仪表就不能够正常的工作。根据仪表输入端干扰的作用方式,可分为串模干扰和共模干扰。串模干扰是指叠加在被测信号上的干扰;共模干扰是加在仪表任一输入端与地之间的干扰。 1、主要干扰源 (1)静电感应 静电感应是由于两条支电路或元件之间存在着寄生电容,使一条支路上的电荷通过寄生电容传送到另一条支路上去,因此又称电容性耦合。 (2)电磁感应 当两个电路之间有互感存在时,一个电路中电流的变化就会通过磁场耦合到另一个电路,这一现象称为电磁感应。例如变压器及线圈的漏磁、通电平行导线等。 (3)漏电流感应 由于电子线路内部的元件支架、接线柱、印刷电路板、电容内部介质或外壳等绝缘不良,特别是传感器的应用环境湿度较大,绝缘体的绝缘电阻下降,导致漏电电流增加就会引起干扰。尤其当漏电流流入测量电路的输入级时,其影响就特别严重。 3)附加热电势和化学电势。

电磁干扰抑制技术全面概述

電磁干擾抑制技術全面概述 提起電磁干擾(EMI)這個詞,人們或許還感陌生,但EMI的影響卻是幾乎每 個人都曾身經歷過的。例如,觀看電視時,附近有人使用電鑽、電吹風等電器,會使電視畫面出現雪花點,所聲器裏發出剌耳的雜訊……這類現象人們早已司空見慣、習以為常了,但是電磁干擾的危害卻遠不止如此。事實上,電磁干擾已使民航系統失效、通信不暢、電腦運行錯誤、自控設備誤動作等,甚至危及人身安 全。因此,加強電磁容性(EMC)知識的普及,提高EMI抑制技術,已成為當務之急。 所謂電磁相容性是指電子線路、系統相互不影響,在電磁方面相互相容的狀態。對於EMC技術的研究,國外是從本世紀三十年代開始的,一些國家和國際組織如美國聯邦通信委員會(FCC),德國電氣電子工程師協會(VDE)、國際無線電干擾特別委員會(CISPR)等先後制定了一些指導性檔和規程,目前已形成一套較完整的體系,並得到嚴格遵守,美國電腦業即全面執行FCC規程。我國電 磁相容性工作起步較步較晚,相關標準自八十年代才陸續出臺,應用方面則由於缺乏經驗和技術而舉步艱難。如何儘快趕上國際先進水準,使我國電子產品能滿足日益迫切的國內需求並在國際市場占一席之地,已成為為大家關心的重大課題。本文願就電磁干擾抑制技術談一點淺見,拋磚引玉,與各位共同切磋。 電磁干擾的定義,是指由外部雜訊和無用電磁波在接收中所造成的騷擾。一個系統或系統內某一線路受電磁干擾程度可以表示為如下關係式: N=G&TI mes;C/I G:雜訊源強度; C:雜訊通過某種途徑傳到受干擾處的耦合因素; I:受干擾電路的敏感程度。 G、C、I這三者構成電磁干擾三要素。電磁干擾抑制技術就是圍繞這三要素所採 取的各種措施,歸納起來就是三條:一、抑制電磁干擾源;二、切斷電磁干擾耦合途徑;三、降低電磁敏感裝置的敏感性。下麵就這三方面分別作出介紹。

串共模干扰及抑制措施

串模干扰:series mode interference 串模干扰是指干扰电压与有效信号串联叠加后作用到仪表上的。串模干扰通常来自于高压输电线、与信号线平行铺设的电源线及大电流控制线所产生的空间电磁场。由传感感器来的信号线有时长达一二百米,干扰源通过电磁感应和静电耦合作用加上如此之长的信号线上的感应电压数值是相当可观的。例如一路电线与信号线平行敷设时,信号线上的电磁感应电压和静电感应电压分别都可达到毫伏级,然而来自传感的有效信号电压的动态范围通常仅有几十毫伏,甚至更小。除了信号线引入的串模干扰外,信号源本身固有的漂移,纹波和噪声,以及电源变压器不良屏蔽或稳压滤波效果不良等也会引入串模干扰。 串模干扰也称作差模干扰,是指由两条信号线本身作为回路时,由于外界干扰源或设备内部本身耦合而产生干扰信号。 在差分放大器中,放大器不能区分串模干扰和信号,会一并加以放大。因此,差模干扰是差分放大电路最难克服的问题之一。 克服串模干扰最常用和有效的方法是用双绞线传输信号,并且双绞线的绞距越小、线距越近则抑制串模干扰的能力越强。局域网中广泛使用的五类线就是如此。 但在某些不能使用双绞线的情况下(例如AV、CATV的同轴电缆),则只能通过加强线本身的屏蔽、合理布线解决。 共模干扰 中文名称:共模干扰 英文名称:common-mode interference 定义:两个信号线之间或者一个信号线和地线之间的干扰。 由陈伟华主编的《电磁兼容实用手册》中对“共模”干扰的定义是指电源线对大地,或中线对大地之间的电位差。对于三相电路来说,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电位差。它与差模的区别是差模干扰存在于电源相线与中线之间。 共模干扰往往是指同时加载在各个输入信号接口段的共有的信号干扰。共模干扰是在信号线与地之间传输,属于非对称性干扰。 消除共模干扰的方法包括: (1)采用屏蔽双绞线并有效接地 (2)强电场的地方还要考虑采用镀锌管屏蔽 (3)布线时远离高压线,更不能将高压电源线和信号线捆在一起走线

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