第5章抑制电磁干扰接地技术.ppt
61页第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术5.1 接地的概念接地的概念指指电路或系路或系统的的电位基准面(相位基准面(相对电位零点)位零点)接地的两种含接地的两种含义:: ((2))系系统基基准准“地地” 指指电路路、、设备、、或或系系统与与“地地”所所 建立的低阻通路如建立的低阻通路如设备外壳、金属底座、屏外壳、金属底座、屏 蔽罩、粗蔽罩、粗铜线、、铜带等什么是地?什么是地?接地:在系接地:在系统的的选定点与某个定点与某个电位基准面之位基准面之间建立低阻建立低阻 的的导电通路1)) 接接“大地大地”,以地球,以地球电位作位作为基准,并以大地基准,并以大地 作作为零零电位提供放位提供放电通路第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术几点几点说明:明:①①理想接地面理想接地面处处零零电位,零阻抗位,零阻抗实际上即便是超上即便是超导,表面,表面两点之两点之间也存在也存在电抗效抗效应,,实际只是近似而已。
只是近似而已接地面接地面应采用低阻抗材料(如采用低阻抗材料(如铜)制成,并有足)制成,并有足够的的长度、度、宽度和厚度,以保度和厚度,以保证在所有的在所有的频率上都呈率上都呈现低阻抗如:用于安装固定如:用于安装固定设备的接地平面的接地平面应当有整当有整块铜板或网格板或网格 ((25cm×25cm))或更密一些的或更密一些的铜栅网网组成对多路多路发 射机装置要求用薄射机装置要求用薄铜板作接地平面板作接地平面第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术接地平面接地平面还应对大地呈大地呈现很大的很大的电容在组装装时,接地平面,接地平面应延伸到所有延伸到所有设备底面的下方,而且底面的下方,而且应比比设备底面最大尺寸底面最大尺寸伸伸长1.8m或更或更远如:大功率如:大功率发射机要求接地平面在径向延伸到最低工作射机要求接地平面在径向延伸到最低工作频率率 波波长的的1/4, ,以便排除地以便排除地电流还需需设计一条接地母一条接地母线,, 以便以便为设备提供就近接地提供就近接地汇流点,流点,该母母线应该每隔每隔1.8 m或更短的或更短的间距与接地平面距与接地平面经铜带熔熔焊连接在一起。
接在一起第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术• 避免因静避免因静电感感应,使机壳上,使机壳上积累累过多多电荷,荷,产生生 高高电压,,导致致设备内部放内部放电造成干造成干扰;;②② “接地接地”不一定与大地相通,但在某些情况下必不一定与大地相通,但在某些情况下必须相通• 为操作人操作人员提供安全保障提供安全保障Z2Z1U1U2机箱机箱Z1 + Z2 Z2U2 ==U1Z1: 高高压部件与机箱部件与机箱间的阻抗;的阻抗;Z2: 机箱与大地之机箱与大地之间的阻抗• 若不接地,若不接地,Z2为无限大,机箱无限大,机箱 电压就是就是电源源电压,危,危险!!!!!!• 若接地,若接地, Z2 = 0,,U2 = 0, 安全安全第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术• 使整个系使整个系统有一个公共的零有一个公共的零电位基准面,并位基准面,并给高高频 干干扰电压提供低阻抗通路,以达到系提供低阻抗通路,以达到系统稳定工作的定工作的 目的• 为系系统的屏蔽接地,取得良好的的屏蔽接地,取得良好的电磁屏蔽效果,磁屏蔽效果, 达到抑制达到抑制电磁干磁干扰的目的。
的目的第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术③③ 在在电磁兼容磁兼容领域,最容易犯的域,最容易犯的错误是忽是忽视了了导线电感引起的感引起的 阻抗,特阻抗,特别是当是当频率率较高高时,,电感的感抗会感的感抗会远远大于大于电阻第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术作作用用分分类安全接地安全接地信号接地信号接地单点接地点接地多点接地多点接地混合接地混合接地悬浮接地浮接地设备安全安全接零保接零保护防雷接地防雷接地接地的分接地的分类第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术 5.2 安全接地安全接地设备安全接地安全接地第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术 动力力电气气设备(如(如电动机),除了外壳接地外,机),除了外壳接地外,还应与与电网零网零线连接,称接,称为接零保接零保护接零保接零保护机壳机壳相相线零零线地地线第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术防雷接地:把可能受到雷防雷接地:把可能受到雷击的物体和大地的物体和大地连接,以便提供接,以便提供 泄放大泄放大电流的通路。
流的通路避雷避雷针由三部分由三部分组成:成:• 接接闪器(指高架避雷塔上的金属棒、金属器(指高架避雷塔上的金属棒、金属针,建,建 筑物或构筑物上的避雷网、避雷筑物或构筑物上的避雷网、避雷线)、)、• 引下引下线• 接地体接地体第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术信号接地:信号接地:为信号信号电流提供流回信号源的低阻抗路径流提供流回信号源的低阻抗路径接地接地电流流流流经接地接地线时,会,会产主主传输线效效应和天和天线效效应当当线条条长度度为1 1//4 4波波长时,可以表,可以表现出很高的阻抗,接地出很高的阻抗,接地线实际上是开路的,接地上是开路的,接地线反而成反而成为向外向外辐射的天射的天线5.3 信号接地信号接地第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术单点接地点接地多点接地多点接地混合接地混合接地悬浮接地浮接地信号接地方式信号接地方式串串联单点接地点接地并并联单点接地点接地信号接地方式的种信号接地方式的种类第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术(1) 串串联单点接地点接地优点点: 结构构简单,易于,易于实现。
缺点缺点: 各点的地各点的地电位相互影位相互影 响响较大,最容易引起大,最容易引起 干干扰 实践践处理理:• 具有最低接地具有最低接地电平的平的电路放在路放在 最靠近接地点的地最靠近接地点的地 方;方;• 敏感敏感设备放在最靠近接地点的放在最靠近接地点的 地方;地方;• 大功率大功率电路与小功率路与小功率电路的混路的混 合系合系统,,应避免避免单点接地N1N2N3R1R2R3I1I2I3ABC单点接地(低点接地(低频))第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术• 接地点的接地点的选择接地点靠近最低接地点靠近最低电平平电路路N1N2N3R1R2R3I1I2I3ABC接地点靠近最高接地点靠近最高电平平电路路N1N2N3R1R2R3I1I2I3ABC第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术( 2 ) 并并联单点接地点接地优点点: 各各电路互相不影响路互相不影响缺点缺点: 1) 结构复构复杂、不便于使用;、不便于使用; 2)各地)各地线间可能形成可能形成电容容 性和性和电感性耦合。
感性耦合结论::单点接地只适用于低点接地只适用于低频电路路 • 当当l 接近于接近于 /4时,有很,有很强的天的天线效效应,向外,向外辐射;射;• 高高频时分布分布电容与分布容与分布电感的影响,感的影响,难以以实现真正的真正的单点点 接地各各电路的地路的地电位位R1R2R3N1N2I1I2I3N3ABCR1R2R3N1N2I1I2I3N3ABC第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术说明明: 多点接地,多点接地,应尽可能减少接地尽可能减少接地线长度,使高度,使高频阻抗减阻抗减 至最小一般情况下,至最小一般情况下,电子子设备往往以往往以镀银版作版作为接接 地子母地子母线,以减少表面阻抗以减少表面阻抗各各电路的地路的地电位位优点点: 接地接地线较短,适用于高短,适用于高频及数字及数字电路缺点缺点: 形成各种地回路,可能造成地回路干形成各种地回路,可能造成地回路干扰R2N2I2BL1N1I1AR3I3N3CL2L3R1多点接地(多点接地(高高频))第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术小小结::• 单点接地适用于低点接地适用于低频,多点接地适用于高,多点接地适用于高频;;• 当当 时,, 一般采用一般采用单点接地;点接地;• 当当 时,, 一般采用多点接地;一般采用多点接地;• 当当 时,若,若 ,,则采用多点接地;采用多点接地; 若若 ,,则采用多点接地。
采用多点接地 • 当当 时,, 一般采用一般采用单点接地;点接地;• 如果如果电路路对电压降很敏感,降很敏感,则接地接地线长度度应比比 更小;更小; 若若电路只是一般敏感,路只是一般敏感,则接地接地线可大于可大于 准准则第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术• 第一第一类接地系接地系统:: 敏感信号和小信号接地敏感信号和小信号接地系系统包括低电平、小信号平、小信号检测、、传感器感器输入、前入、前级放放大、混大、混频器器电路等• 第二第二类接地系接地系统:: 非敏感信号或大信号非敏感信号或大信号接地系接地系统,包括高平,包括高平电路、路、末末级放大器放大器电路以及大功路以及大功率率电路1)不同)不同接地系接地系统的特点的特点特点特点:特:特别容易受到干容易受到干扰,出,出现电路失效或路失效或电路性能降低,接地路性能降低,接地导线应尽量避免混尽量避免混杂其他其他电路特点特点:必:必须将其与小信号将其与小信号接地接地线分开分开设置。
置按照按照电路各自的特点,路各自的特点,对不同的不同的电路采用不同的接地方式路采用不同的接地方式混合接地混合接地第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术• 第三第三类接地系接地系统:: 干干扰源器件、源器件、设备的接的接地系地系统如电动机、机、继电器、器、火花塞等火花塞等• 第四第四类接地系接地系统:: 机壳、机壳、设备底座、系底座、系统金属构架等金属构架等注意注意:工程:工程实践中,模践中,模拟地与数字地必地与数字地必须分分别设置;置; 直流地与交流地必直流地与交流地必须分分别设置特点特点:干:干扰频带宽、瞬、瞬态电平高除屏蔽外,必平高除屏蔽外,必须与其与其它接地分开它接地分开设置特点特点:保:保证人身安全和人身安全和设备工工作的作的稳定模模拟电路路• 窄窄带• 低低电平(平(μμV, mV))数字数字电路路• 宽带• 中中电平(平(V))第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术 ( (2) ) 低低频电路的串、并路的串、并联混合接地混合接地• 低低电平平电路串路串联接地接地• 高高电平、平、强噪声噪声电平平电路串路串联接地接地• 机箱、机架串机箱、机架串联接地接地并并联接地接地G低低电平平电路路高高电平、平、强噪噪声声电平平电路路机箱、机架机箱、机架第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术机架机架2机架机架1机箱机箱机箱机箱第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术( ( 3 ) ) 高、低高、低频电路路单点与多点混合接地点与多点混合接地低低频::电容的阻抗大容的阻抗大——单点接地点接地高高频::电容的阻抗小容的阻抗小——多点接地多点接地N1N2N3低低频单点、高点、高频多点混合接地多点混合接地如:抗高如:抗高频干干扰的低的低频传输屏屏 蔽蔽电缆。
低低频单点、高点、高频多点混合接地多点混合接地第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术 如如图所所示示为一一低低电平平视频电路路,,在在从从音音频到到高高频下下,,实现了低了低频单点、高点、高频多点,避免了低多点,避免了低频地地电流回路的形成流回路的形成注意注意: 避免避免电容与引容与引线电感感发生生谐振音音频端端高高频端端大地或大地或车辆的接地面的接地面第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术高高频::电感的阻抗大感的阻抗大——单点接地点接地低低频::电感的阻抗小感的阻抗小——多点接地多点接地N1N2N3高高频单点、低点、低频多点混合接地多点混合接地低低频多点、高多点、高频单点混合接地点混合接地第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术 如如图所示,所示,计算机及其外算机及其外设一般需要一般需要导线接地,但是容易接地,但是容易引起引起电气干气干扰通过加加线圈(圈(1mH::f = 50Hz,,Z < 0.4Ω;;f = 50k ~ 1 MHz,,Z 约为1K Ω ))这种方式有助于抑制地种方式有助于抑制地线中的感中的感应、瞬、瞬变和干和干扰进入入逻辑总线。
第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术4. 浮地浮地 设备地地线系系统在在电气气上上与大地相与大地相绝缘N1信号地信号地安全地安全地N2N3 利用利用悬浮机壳内的屏蔽浮机壳内的屏蔽层降低地回路干降低地回路干扰机壳机壳屏蔽屏蔽层第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术• 可以避免安全接地回路中可以避免安全接地回路中 的干的干扰电流影响信号接地流影响信号接地 回路• 可以减少由于地可以减少由于地电流引起流引起 的共模干的共模干扰;;优点:点:缺点:缺点:N1信号地信号地安全地安全地N2N3• 减少由于不当的接地而减少由于不当的接地而产 生的干生的干扰;;• 对传导干干扰也有也有较好的抑好的抑 制作用• 不能适不能适应复复杂的的电磁磁环境,特境,特 别是是对于一个于一个较大的大的电子系子系 统,,对地的分布地的分布电容容较大,不大,不 能做到真正的能做到真正的悬浮;浮;• 雷雷击、静、静电感感应时,会,会击穿穿绝 缘,甚至引起弧光放,甚至引起弧光放电。
第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术 5.4 屏蔽体接地屏蔽体接地 1. 单层屏蔽盒的接地屏蔽盒的接地 • 放大器放大器输出端出端电压,形成反,形成反馈,此反,此反 馈不除,放大器将不除,放大器将产生自激震生自激震荡2C1S~~1C2SC3SUNU3 3 3Zin 1 1 2 2 3 3 C C2S2S C C3S3S C C1S1SU3Zin• 消除此干消除此干扰的方法:屏蔽盒与放大器的方法:屏蔽盒与放大器 的公共端短接的公共端短接• 注意注意::这种种连接方式在放大器公共端不接地也适用接方式在放大器公共端不接地也适用通常通常 ,,则第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术2. 双双层屏蔽盒的接地屏蔽盒的接地 第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术3. 电缆屏蔽屏蔽层的接地的接地( 1 ) 放大器接地,信号源不放大器接地,信号源不 接地接地• f < 1MHz时,,电缆一般采一般采 取取一端接地。
一端接地• 四种可能的接地方式:四种可能的接地方式: A、、B、、C、、D结论:方式:方式D最好最好① ① 方式方式A 干干扰会直接流入一会直接流入一条芯条芯线,,产生干生干扰,,不不合适USUG1UG2ABCD12C1SC12C2S~~~~~~② ② 方式方式BC1SUG2~~UG1~~12UN屏屏蔽蔽体体BC2S等效等效电路路C12第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术③③ 方式方式C 仍然不理想仍然不理想④ ④ 方式方式D DUSUG1UG2ABCD12C1SC12C2S~~~~~~C1SUG2~~UG1~~12UN屏屏蔽蔽体体CC2SC12C1SUG2~~UG1~~12UN屏屏蔽蔽体体DC2SC12第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术USUG1UG2ABCD12C1SC12C2S~~~~~~( 2 ) 放大器不接地,信号源接地放大器不接地,信号源接地结论:方式:方式A最好最好小小结::• 当当电路有一个接地信号源与一个不接地的放大器路有一个接地信号源与一个不接地的放大器连接接时,, 连接接电缆的屏蔽的屏蔽层接地接地应接至信号源的公共端;接至信号源的公共端;• 当当电路有一个不接地信号源与一个接地的放大器路有一个不接地信号源与一个接地的放大器连接接时,, 连接接电缆的屏蔽的屏蔽层接地接地应接至放大器的公共端。
接至放大器的公共端第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术~~~~~~ 同同轴电缆 屏蔽双屏蔽双绞线 同同轴电缆 屏蔽双屏蔽双绞线第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术5.5 地回路干地回路干扰及其抑制及其抑制1. 地回路干地回路干扰 由地回路中的共模干由地回路中的共模干扰电压在受害回路在受害回路输入端引起的干入端引起的干扰电压• 地回路干地回路干扰的来源的来源: :• 共地阻抗的共模干共地阻抗的共模干扰;;• 场对导线的共模干的共模干扰地回路干地回路干扰模型模型信号信号电流流电路路1电路路2UG~地地电流流IGISZG• 地回路耦合系数地回路耦合系数: :第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术计算地算地电流的等效流的等效电路路UG~IGZGZCZSZL干干扰源源电压地阻抗地阻抗负载阻抗阻抗线路阻抗路阻抗电源阻抗源阻抗地地电流的流的计算算第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术 RC1 A RC2US B UGRS RG~~ RL信号源与放大器都接地信号源与放大器都接地 RL UN~RGUG RC1 RS RC2等效等效电路路AB通常通常则故故两点接地的噪声干两点接地的噪声干扰第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术• 在信号源的在信号源的接地端接入一阻抗接地端接入一阻抗ZSG当当则故故 RC1 A RC2US B UGRS RG~~ RL信号源端接入一阻抗信号源端接入一阻抗 ZSG RL UN~RGUG RC1 RS RC2等效等效电路路AB ZSG且且当当 时,,第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术 例:例:设RC1==RC2==1Ω、、RS==500Ω、、RL==10kΩ、、RG=0.01Ω、、 UG=10mV,,试计算在放大器算在放大器输入端的干入端的干扰电压值。
若若在信号源与地之在信号源与地之间加一个很大的阻抗加一个很大的阻抗ZSG=1M ,,则解:解:接地干接地干扰电压几乎几乎全部施加全部施加于放大器于放大器输入端的入端的输入端入端有效有效抑制了地干抑制了地干扰对放放大器大器输入端的影响入端的影响第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术2. 地回路干地回路干扰抑制技抑制技术• 在信号回路中使用隔离在信号回路中使用隔离变压器器• 在信号回路中使用中和在信号回路中使用中和变压器(器(共模扼流圈)共模扼流圈)• 在信号在信号线上使用磁上使用磁环• 在数据在数据线路中使用光路中使用光电耦合器或光耦合器或光纤• 使用差分放大器使用差分放大器第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术原理原理:地回路被隔离:地回路被隔离变压器阻隔器阻隔分析分析:由于:由于绕组间存在存在分布分布电容容,, 仍会仍会产生一定干生一定干扰或或讨论:• 当当 时,,对低低频干干扰有有较好的抑制能力好的抑制能力提高抑制干提高抑制干扰能力的措施能力的措施:• 减少减少绕组间的分布的分布电容;容;• 降低降低负载阻抗阻抗CUG~~RL干干扰等效等效电路路电路路1电路路2UG~C电路模型路模型隔离隔离变压器器对地回路干地回路干扰的抑制的抑制第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术• 当当 时,,适用范适用范围: ,即,即电路路1电路路2UG~C结论::• 不能不能传输直流信号,直流信号,对低低频信号影响信号影响较大。
因此,大因此,对直流直流 和低和低频信号信号电路不宜采用路不宜采用• 对低低频干干扰有有较好的抑制能力;好的抑制能力;• 变压器的初、次器的初、次级之之间有寄生有寄生电容,容,对高高频干干扰的抑制效的抑制效 果不好;果不好;第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术结构构:两个:两个绕向相同、匝数相同的向相同、匝数相同的绕组构成构成电路路2电路路 1扼流圈的一扼流圈的一种安装方式种安装方式电路模型路模型信号信号电流流电路路1电路路2UG~地地电流流UG~US~ML1L2RC1RC2RL等效等效电路路共模扼流圈共模扼流圈对地回路干地回路干扰的抑制的抑制第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术• 对于流于流过接地接地线的共模干的共模干扰电流,流流,流经两两线电流方向相同流方向相同, , 所所产生的磁生的磁场相相长,故,故扼流圈扼流圈对回路干回路干扰电流呈流呈现高阻高阻 抗,起到抑制地回路的作用抗,起到抑制地回路的作用• 对于正常信号,流于正常信号,流过的的电流相反,所流相反,所产生的磁生的磁场相消,相消, 对电流没有影响,且不会切断直流回路;流没有影响,且不会切断直流回路;原理:原理:电路模型路模型信号信号电流流电路路1电路路2UG~地地电流流UG~US~ML1L2RC1RC2RL等效等效电路路第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术① ① 对干干扰信号的抑制信号的抑制设两两绕组上的上的电流分流分别为I1、、I2 ,,则(令(令US==0))UG~ML1L2RC1RC2RL等效等效电路路在一般情况下在一般情况下当当 时,,得得故故—— 扼流圈的截止扼流圈的截止频率率I2I1第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术② ② 对信号的影响信号的影响设两两绕组上的上的电流分流分别为IS、、IG ,,则(令(令UG==0))结论::对高高频干干扰具有具有较好的抑制能力好的抑制能力得得US~ML1L2RC1RC2RL等效等效电路路IGISIS- - IG当当 时第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术原理:同原理:同纵向扼流圈向扼流圈结论:信号:信号电流主要流流主要流经同同轴线的的 屏蔽屏蔽层得得当当 时,,分析:由分析:由A—RS—LS—B—A构成的构成的 回路中回路中——同同轴线的截的截 止止频率率~MLSI1RSRL等效等效电路路IGISAB同同轴电缆对地回路干地回路干扰的抑制的抑制电路路1电路路2UG~ZGISI1IG第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术 铁氧体磁氧体磁环是高是高导磁率和高磁率和高电阻率的材料,阻率的材料,对高高频干干扰有有很好的抑制很好的抑制损耗,而耗,而对低低频电路的路的损耗耗较小。
小对共模干共模干扰的抑制的抑制电路路1电路路2UG~ZG对异模干异模干扰的抑制的抑制在信号在信号线上使用上使用铁氧体磁氧体磁环电路路1UG~ZG电路路2第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术用光用光电耦合器断开地回路耦合器断开地回路电路路1电路路2UG~ZG• 光光电耦合器耦合器对信号的信号的传输 利用利用发光二极管的光二极管的发光光强度随通度随通过它的它的电流的流的变化特征,化特征,把把电路路1的信号的信号变换成成强弱不同的光信号;光敏三极管再把弱不同的光信号;光敏三极管再把强弱不同的光信号弱不同的光信号转换成信号成信号电流,从而完成流,从而完成电路路1和和电路路2之之间的信号的信号传输使用光使用光电耦合器抑制地回路干耦合器抑制地回路干扰第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术用光用光电耦合器断开地回路耦合器断开地回路电路路1电路路2UG~ZG• 光光电耦合器耦合器对干干扰的抑制的抑制 光光电耦合器利用光来耦合器利用光来传输信信息,从息,从输入端入端传送到送到输出端的光出端的光电耦合器件使得耦合器件使得输入和入和输出在出在电气上完全隔气上完全隔绝,因而能有效地抑,因而能有效地抑制干制干扰。
• 光光电耦合器适用于数字耦合器适用于数字电路,不适用于模路,不适用于模拟电路 • 光光电耦合器的耦合器的输入入— 输出端之出端之间的的杂散散电容(容(0.3pF~10pF)) 限制了光限制了光电耦耦 合器在高合器在高频端的使用端的使用使用光使用光电耦合器抑制地回路干耦合器抑制地回路干扰第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术 光光纤的的优点是具有无感点是具有无感应性和高度隔离性,相当于在共性和高度隔离性,相当于在共模地回路中引入一个高阻抗,能从比模地回路中引入一个高阻抗,能从比值上消除干上消除干扰,常用于,常用于作作强电磁干磁干扰环境中的信号境中的信号传输线以及作微弱以及作微弱检测信号信号传输线光光纤对地回路干地回路干扰的抑制的抑制用光用光纤消除地回路耦合消除地回路耦合电路路2UG~ZG电路路1第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术差分放大器的差分放大器的输出出电压 当两个当两个输入端入端对地平衡地平衡时,即,即为差分平衡器件差分平衡器件电路路连接接电路路1电路路2UG~ZGKU0= K((U1 --U2)) U0输入端入端 U1 U212输出端出端公共端公共端差分放大器示意差分放大器示意图K使用差分放大器抑制地回路干使用差分放大器抑制地回路干扰第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术• 对干干扰的抑制的抑制,,则通常通常若若,且,且 ,,则RGRC1RC2U1U2BRL2RSRL1A~UG U0RC1RGRL2RL1~RSRC2 U1 U2~US UGBA等效等效电路路第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术例:例:UG= 100mV,,RG= 0.1Ω,,RS = 500ΩΩ, RC1= RC2= 1Ω ,, RL1= RL2= 10kΩ ,求,求UN=?若?若RL1=RL2=100kΩ时, UN=??解:解:第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术当当,,则RGRC1RC2U1U2BRL2RSRL1A~UG U0RC1RGRL2RL1~RSRC2 U1 U2~US UGBA改改进电路路RR其中其中如此,大如此,大为减减少干少干扰,同,同时对信号而言,信号而言,也没有增加也没有增加输入阻抗。
入阻抗第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术搭接搭接:两个金属物体之:两个金属物体之间的的结构构连接• 减小减小设备间的的电位差;位差;• 减小接地阻抗、降低接地公共阻抗干减小接地阻抗、降低接地公共阻抗干扰和地回路干和地回路干扰;;• 实现屏蔽、屏蔽、滤波和接地技波和接地技术的的设计目的;目的;• 防止雷防止雷电放放电的危害、保的危害、保护设备等的安全;等的安全;• 避免静避免静电放放电5.6 搭接搭接目的目的::为电流提供一个流提供一个电气上气上连续的的结构面和低阻抗通路构面和低阻抗通路2. 良好搭接的作用良好搭接的作用::1. 搭接的概念搭接的概念第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术搭接阻抗搭接阻抗LBRB搭接的高搭接的高频等效等效电路路CB不良搭接的影响不良搭接的影响干干扰源源敏感敏感设备LRBCLBC若若影响影响滤波效果波效果3. 不不良搭接的影响良搭接的影响第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术间接搭接接搭接: :采用搭接条或者其他采用搭接条或者其他辅助助导体将两个金属物体体将两个金属物体 连接起来。
接起来直接搭接直接搭接::两金属表面直接接触两金属表面直接接触4. 搭接的搭接的类型型第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术5. 搭接的方法搭接的方法永久性搭接永久性搭接:利用:利用铆接、熔接、熔焊、、压接等工接等工艺方法使两个金属方法使两个金属 物体保持固定物体保持固定连接半永久性搭接半永久性搭接:利用螺栓、螺:利用螺栓、螺钉、、夹具等具等辅助器件使两个金助器件使两个金 属物体保持属物体保持连接搭接搭接电阻极小,搭接性能阻极小,搭接性能稳定,不能定,不能变化化存在一定的搭接存在一定的搭接电阻,搭接性能不阻,搭接性能不稳定,灵活,可分开定,灵活,可分开第第5 5章章: : 抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术•尽量用相同的金属尽量用相同的金属进行搭接行搭接• 对不同金属不同金属进行搭接行搭接时,金属,金属间的的电化学化学电位差位差 不超不超过0.6V。





