第3讲接地与搭接技术6解答.ppt

共模扼流圈的作用 当传输的信号中含有直流分量或信号频率很低时，就不能用隔离变压器来传输信号。这时，可将隔离变压器以纵向扼流圈的形式接入信号传输线中，这种纵向扼流圈又称为中和变压器。 纵向扼流圈 磁环 * 实践电磁兼容 - 第二章 地线干扰与接地技术 杨继深 2002年3月 * 地线电压实际是一种共模电压，在这个电压的驱动下，电缆中流过的电流是共模电流。因此可以采用在电缆上安装共模扼流圈的方法来抑制地环路电流。共模扼流圈的结构和原理已经在滤波器一章中介绍。 共模扼流圈的效果：为了分析简单，将共模扼流圈按照理想器件处理，即忽略线圈上的寄生电容。通过解回路方程可以求解出负载上的干扰电压VN与扼流圈各参数的关系。 对于上面的回路：设 RL R1 ，R1 是导线的电阻，则： VG = RL IN1 + j ?LIN1 + j?MIN2 (1) 对于下面的回路： VG = R1 IN2 + j ?LIN2 + j?MIN1 (2) 假设共模扼流圈的两根导线采用并绕方式，两根导线之间耦合很紧，这时：M = L ，c从（2）中解出IN2 ，然后代入（1）， 则可解出IN，利用VN = RL IN1 的条件，可以得到： VN / VG = [R1 /( j ?L+R1)] 从公式中可以知道，为了使 VN / VG 最小，要使 R1尽量小，而扼流圈的电感L尽量大。这个公式的渐近线如图中所示。 思考题：这里的分析没有考虑扼流圈的寄生参数，因此VN抑制效果的曲线显示频率越高， 如果考虑扼流圈的寄生电容，VN的曲线是什么样的？ 实践电磁兼容 - 第二章 地线干扰与接地技术 杨继深 2002年3月 * 用光传输信号是解决地环路问题的理想方法。 光耦器件的寄生电容为 2pf 左右，因此能够在很高的频率起到隔离作用。 光电耦合器更适合于数字信号的传输，而不适合于模拟电路。这是因为，由于光耦合器中电流与发光强度的线性关系较差，传输模拟信号时会产生较大失真，所以应受到限制。 如果使用光纤，则没有寄生电容的问题，能够获得十分完善的隔离效果。但是，用光纤会带来其它问题： 光纤连接需要更大的功率 需要更多的器件 光连接的线形和动态范围都达不到模拟信号的要求 光缆的安装和维护比较复杂 光缆连接技术一般用在数字电路中，由于其带宽很宽，因此可以用在高速数据网中。 实践电磁兼容 - 第二章 地线干扰与接地技术 杨继深 2002年3月 * 什么叫平衡电路：两个导体及其所连接的电路相对于地线或其它参考物体具有相同的阻抗。典型的平衡电路是差分放大器。但差分放大器的源端通常不是平衡的。上图所示的电路中如果，RS1 = RS2，RL1 = RL2，VS1 = VS2，则是完全平衡的电路。 地环路电流在平衡电路中产生的噪声电压： 设由于地电压VG的影响，在两根导体中产生了地环路电流IN1 和 IN2，由于电路是平衡的，因此，IN1 = IN2 ，负载上的电压为： VL = IN1 RL1 – IN2 RL2 + IS（RL1 + RL2 ）= IS（RL1 + RL2 ） 因此，地环路噪声电流在负载上没有造成影响，仅有信号电流流过负载。 高频时平衡是很困难的：图中的电路仅是一种理想的状态，实际的电路会有很多寄生因素，如寄生电容、电感等。这些参数在频率较高时对电路阻抗发挥着较大作用。由于这些寄生参数的不确定性，电路的阻抗也是不确定的，因此很难保证两个导体的阻抗完全相同。因此，在高频时，电路平衡性往往较差，这意味着：平衡电路对频率较高的地环路电流干扰抑制效果较差。 思考题：现实中的地环路电流往往占有从很低的频率（50Hz）到很高的频率（数百MHz）较宽的频段，怎样对这样宽频带的地环路干扰进行抑制？ 例题，P60 * 当两个电路的地电流流过一个公共阻抗时，就发生了公共阻抗耦合。我们在放大器中，级与级之间的一种耦合方式是“阻容”耦合方式，这就是一种利用公共阻抗进行信号耦合的应用。在这里，上一级的输出与下一级的输入共用一个阻抗。 由于地线就是信号的回流线，因此当两个电路共用一段地线时，彼此也会相互影响。一个电路的地电位会受到另一个电路工作状态的影响，即一个电路的地电位受另一个电路的地电流的调制，另一个电路的信号就耦合进了前一个电路。 对于两个共用电源的电路也存在这个问题。解决的办法是对每个电路分别供电，或加解耦电路。 放大器级间公共地线耦合问题：图中的放大器前后级之间由于共用了一段地线，结果，后级放大器的信号耦合进了前级的输入端，如果满足一定的相位关系，就形成了正