1、第七部分電纜的EMC設計 場在導線中感應的噪聲場在導線中感應的噪聲 電纜之間的串擾電纜之間的串擾電磁場在導體上感應的電壓EV = EddV VV = d/dt處于電磁場中的電纜信號線和回流線在一根電纜中信號線和回流線在一根電纜中用地線面作回流線用地線面作回流線共模電流共模電流差模電壓差模電壓不平衡不平衡直接產生差模電壓直接產生差模電壓Sh電磁場在電纜中的感應噪聲以共模為主信號線與回線幾乎處于同一電場環境信號線與回線幾乎處于同一電場環境中，差模電壓很小。中，差模電壓很小。信號線與回線所構成的面積很小，所信號線與回線所構成的面積很小，所包圍磁通量很少。包圍磁通量很少。 電磁場在電纜上的感應電壓10

2、kHz 100kHz 1MHz 10MHz 100MHz 1GHz 10GHz 0-10-20-30-40-50ABCDE高度= 0.5m長度：A = 100m B = 30m C = 10m D = 3m E = 1m與與 長度、高度長度、高度 無關無關dBV1V/m場強產生的電壓場強產生的電壓電磁場干擾的對策平衡電路平衡電路共模濾波共模濾波電纜屏蔽電纜屏蔽平衡電路的抗干擾特性電磁場V1V2I1I2VD平衡性好壞用共模抑制比表示： CMRR = 20lg ( VC / VD )VC 高頻時，由于寄生參數的影響，平衡性會降低高頻時，由于寄生參數的影響，平衡性會降低提高共模干擾抑制的方法平衡電路

3、屏蔽電纜共模扼流圈平衡電路CMRRCMRRff非平衡轉換為平衡屏蔽電纜的評價CMCM接納環路接納環路I屏蔽層與芯線之間的互感屏蔽層與芯線之間的互感屏蔽低頻電場0V電纜長度電纜長度 /20，多點接地，多點接地對付低頻磁場的有效方法理想同軸線的信號電流與回流等效為在幾何上重合，因此電纜上的回路面積為0，整個回路面積僅有兩端的部分屏蔽電纜減小磁場影響VSVSVS只需兩端接地的屏蔽層才干 屏蔽磁場地環路的危害1001M1M1M100100每米18節(A)(B)(D)(E)(C)0271313281M1M100100消除地環路的效果 1001M1M1M100100每米18節(F)(G)(I)(J)(H)

4、80557063771M1M100100C與D的實驗數聽闡明設：總電磁場為設：總電磁場為1000，其中磁場為，其中磁場為999，電場為，電場為1，雙絞線的磁場抑制效果為：雙絞線的磁場抑制效果為：20lg(1000/230) 13 dB單端接地的屏蔽層的效果：單端接地的屏蔽層的效果：20lg(230/229) 0 dB雙絞線雙絞線單端接地單端接地屏蔽層屏蔽層G與H的實驗數聽闡明設：總電磁場為設：總電磁場為1000，其中磁場為，其中磁場為999，電場為，電場為1，雙絞線的磁場抑制效果為：雙絞線的磁場抑制效果為：20lg(1000/1.3) 58 dB單端接地的屏蔽層的效果：單端接地的屏蔽層的效果：

5、20lg(1.3/0.3) 13 dB雙絞線雙絞線單端接地屏蔽層單端接地屏蔽層導線之間兩種串擾機理MCICICILILR0RLR2GR2L耦合方式的粗略判別ZSZL 10002： 電場耦合為主電場耦合為主3002 ZSZL 10002：取決于幾何構造和頻率：取決于幾何構造和頻率電容耦合模型C12C1GC2GRC1GC2GC12RVN V1V1j C12 / ( C12 + C2G)j + 1 / R ( C12 + C2G)V1VN耦合公式化簡 R 1 / j ( C12 + C2G ) VN = V1 C12 / ( C12 + C2G ) 電容耦合與頻率的關系耦合電壓耦合電壓VN = j

6、RC12V1C12V1 (C12 + C2G)VN =1 / R (C12 + C2G)頻率頻率 屏蔽對電容耦合的影響全屏蔽屏蔽層不接地：屏蔽層不接地：VN = VS =V1 C1S / ( C1S + CSG ) ，與無屏蔽一樣，與無屏蔽一樣屏蔽層接地時：屏蔽層接地時：VN = VS = 0， 具有理想的屏蔽效果具有理想的屏蔽效果C1sC1GCsGC1GCSGC1sVsV1V1VsC2S部分屏蔽對電容耦合的效果R 很大時：很大時：VN = V1 C12 / ( C12 + C2G + C2S ) C1sC1GCsGCSGC1sVNV1V1VNC2SC12C12C2GR 很小時：很小時：VN

7、= jRC12 互電感定義與計算定義：定義： 自感自感L 1 / I1 ， 互感互感 M 12 / I1 1 是電流是電流I1在回路在回路1中產生的磁通，中產生的磁通， 12 是電流是電流I1在回路在回路2中產生的磁中產生的磁通通回路回路1回路回路2aba M = / 2 lnb2/b2- a2 減小減小M的方法：回路的方法：回路1用雙絞線或同軸線，減小回路用雙絞線或同軸線，減小回路2的面積，添加兩的面積，添加兩 個回路的間隔個回路的間隔電感耦合MR2RR1RR2VN d12 / dt = d(MI1)/dt = M dI1 / dtR1I1VNI1VNV1V1電感耦合與電容耦合的判別IN =

8、 j C12V1R2R1VVVN = j M12 I1R2R1電容耦合電感耦合非磁性屏蔽對電感耦合的影響I1M1SM12關鍵看互感能否由于屏蔽措施而發生了改動關鍵看互感能否由于屏蔽措施而發生了改動雙端接地屏蔽層的分析M1SM12MS2+ - - +V12VS2導體1導體2屏蔽體V12 = j M12 I1 VS2 = j MS2 IS VN = V12 + VS2 I1IS求解這項求解這項這就是屏這就是屏蔽的效果蔽的效果VS2項求解+ LS = / IS MS2 = / IS 因此：因此：LS = MS2 導體導體2屏蔽層屏蔽層VS2 = j MS2 I S = j MS2 ( V S / ZS) = j LS V S / ( jLS+RS ) = VS j / ( j+RS/LS)屏蔽后的耦合電壓VN = V12 + VS2 V12 = j M12I1 VS = j M1SI1由于：由于：M12 = M1S所以：所以：VS = j M12I1所以：所以：VS2 = j M12I1 j / ( j+RS / LS)VN = V12