我們再來考慮一下對地線的電壓。如圖8,對于差模電壓,一根導線上是(線間電壓)/2,而另一根導線上是 -(線間電壓)/2,因而是平衡的。但共模電壓兩根導線上相同。所以當兩種模式同時存在時,兩根導線對地線的電壓也不同。
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圖8 對地電壓/電流與差模、共模電壓/電流之間的關系
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因此,當兩根導線對地線電壓或電流不同時,可通過下列方法求出兩種模式的成分:
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VN =(V1-V2)/ 2 Vc=(V1+V2)/ 2
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IN =(I1-I2)/ 2 Ic=(I1+I2)/ 2
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通過被連接的電路,兩根導線終端與地線之間存在著阻抗。這兩條線的阻抗一旦不平衡,在終端就會出現模式的相互轉換。即通過導線傳遞的一種模式在終端反射時,其中一部分會變換成另一種模式。
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另外,通常兩根導線之間的間隔較小,導線與地線導體之間距離較大。所以若考慮從導線輻射的干擾,與差模電流產生的輻射相比,共模電流輻射的強度更大。
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與此相反,可以說因外部電磁場干擾在導線上產生的干擾電壓/電流,或附近的導線等產生的靜電感應、電磁感應等的耦合是一樣的。
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傳導噪聲與輻射噪聲的區別是什么?
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答:當我們開空調時,室內的熒光燈會出現瞬間變暗的現象,這是因為大量電流流向空調,電壓急速下降,利用同一電源的熒光燈受到影響。還有使用吸塵器時收音機會出現啪啦啪啦的雜音。原因是吸塵器的馬達產生的微弱(低強度高頻的)電壓/電流變化通過電源線傳遞進入收音機,以雜音的形式放了出來。
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這種由一個設備中產生的電壓/電流通過電源線、信號線傳導并影響其它設備時,將這個電壓/電流的變化叫做“傳導干擾”。所以為對癥下藥,通常采用的方法是給發生源及被干擾設備的電源線等安裝濾波器,阻止傳導干擾的傳輸。另外,當當信號線上出現噪聲時,將信號線改為光纖,也可隔斷傳輸途徑。
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當摩托車從附近道路通過時,電視會出現雪花狀干擾。這是因為摩托車點火裝置的脈沖電流產生了電磁波,傳到空間再傳給附近的電視天線、電路上,產生了干擾電壓/電流。
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象這種通過空間傳播,并對其它設備電路產生無用電壓/電流,造成危害的干擾稱為“輻射干擾”。由于傳播途徑是空間,解決輻射干擾的方法除前面所講的濾波之外,還要對設備進行屏蔽方能有效。
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如上所述,干擾的根源是電壓/電流產生不必要的變化,這種變化通過導線直接傳遞給其它設備,造成危害,這叫“傳導干擾”。另外,由于電壓電流變化而產生的電磁波通過空間傳播到其它設備中,在電路或導線上產生不必要的電壓/電流,并造成危害的干擾叫“輻射干擾”。但是,實際上并不能這樣簡單區分。
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以上我們介紹了電磁干擾的一些分類,下面我們介紹如何來抑制電磁干擾
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電磁干擾的定義,是指由外部噪聲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系式:
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N=G×C/I
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G:噪聲源強度;
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C:噪聲通過某種途徑傳到受干擾處的耦合因素;
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I:受干擾電路的敏感程度。
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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采取的各種措施,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。下面就這三方面分別作出介紹。
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一、抑制干擾源
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要想掏干擾源,首先必須確定何處是干擾源,在越靠近干擾源的地方采取措施,抑制效果越好。一般來說,電流電壓劇變即di/dt或du/dt大的地方就是干擾源;具體來說繼電器開合、電容充電、電機運轉、集成電路開關工作等都可能成為干擾源。另外,市電電源也并非理想的50Hz正弦波,而是充滿各種頻率噪聲,是個不可忽視的干擾源。抑制方法可以采用低噪聲電路、瞬態抑制電路、旋轉裝置抑制電路、穩壓電路等;器件的選擇則盡可能采用低噪聲、高頻特性好、穩定性高的電子元件。要注意,抑制電路中不適當的器件選擇可能會產生新的干擾源。
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二、切斷電磁干擾耦合途徑
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