地回路干扰.ppt

* 6.6 地回路干扰 * * 在电子系统的众多接地形式中，地回路产出的作用在电磁干扰研究中是一个重要问题。由于其并非十分明显，因此需要重视。 * 两个不同的接地点之间存在一定的电位差，称之为地电压。同时，两接地电之间总有一定的阻抗，在地电流流经接地公共阻抗是，在其上就产生了地电压。这种地电压直接加在电路上往往形成共模电压干扰。 地回路干扰 * 前面图中给出了一个典型的接地回路形式。从图中不难看出，来自直流电源或者高频信号源的电流需经接地面返回。通常，由于接地面的公共阻抗非常小，所以在设计电路的性能式往往不予考虑。但是，当需要涉及电磁骚扰的情况时，在回路中必须考虑接地面阻抗的存在。在前面图中所示的干扰回路和被干扰回路之间存在一个公共阻抗Zi，由于一般RL2|Zi|的，因此，受扰电路中ZiI2对负载的影响可以忽略不计，而仅考虑I1所引起的电磁骚扰对负载的影响。 * * 例题：设采用电缆槽作为接地面，将两路地线均接到电缆槽上，接地点公共阻抗Zin=0.32Ω。电路1发射脉冲，电压信号源幅度5V，信号源内阻100Ω，负载阻抗10Ω。被干扰信号源内阻为100Ω，负载端是内含传感器的显示装置，阻抗为100Ω，显示器灵敏度为1mV。求被扰电路中显示装置上受到的干扰电压？ * 解：对于该问题首先画出其电路模型 * 从上图可以看到，公共阻抗上本来是I1+I2共同作用。但是，从题中可以知道，RL2Zi，因此一般情况下，被干扰回路中电流I2对公共阻抗Zi可以略去，仅考虑I1在公共阻抗上引起的骚扰电压对电路2负载的作用。 * 于是可以得到干扰电压： * 上面的分析采用了近似，先算电路1中的电流I1，再用I1算Zc上的电压，通过该电压再算对电路2上负载的电压。若较严格的考虑接地公共阻抗的耦合作用，则有： 代入题中数值可得0.0072632，按照前一个公式得0.0072727。两者结果相差在十的负五次方。 * * 通过分析结果可以看到，干扰电压的值远远大于显示器的灵敏度1mV。因此显示器的正常工作收到影响。通过这个例子进一步表明，在电子电路的设计和布局中，必须对公共地阻抗给予足够的重视。 * 电子设备一般采用具有一定面积的金属材料作为接地面。由于各种原因，接地面上总有接地电流通过，而金属接地板两点之间总存在一定的阻抗。因此，接地电流的存在是产生接地干扰的根源。 地电流与地电压的形成 * 接地电流的形成原因主要有四个方面： 导电耦合引起接地电流，两点或多点接地形成接地回路。 电容耦合形成接地电流，通过杂散电容形成接地回路。 变化的磁通通过金属壳体，就会产生感应电流。 辐射电磁场照射到金属导体时，金属具有一定的接收天线效应。 * 有上面知识可以看到，接地公共阻抗、传输线或者金属机壳的天线效应等因素，可使得地回路中存在共模干扰电压，该共模干扰电压通过地回路作用到受扰电路的输入端，形成地回路干扰。