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功率电感:高速电路电磁兼容产生的要素
发布时间: 2016/11/8 8:57:25 | 396 次阅读
电磁干扰源指产生电磁干扰的任何元件、器件、设备、系统或自然现象。高频电路对电磁干扰尤为敏感,因而需要采取多种措施来抑制电磁干扰。经过理论与实验分析得知:高频电路中,电磁干扰主要来自以下几个方面:
(1)器件工作的噪声干扰
(a)数字电路工作时产生电磁干扰。
(b)信号电压、电流变化产生的电磁场干扰。
(2)高频信号噪声干扰
(a)串扰:是指一个信号在传输通道上传输时,因电磁耦合而对相邻的传输线产生不期望的影响,在被干扰信号表现为被注入了一定的耦合电压和耦合电流。过大的串扰可能引起电路的误触发、时序延时,导致系统无法正常工作。
(b)回波损耗:当高频信号在电缆及通信设备中传输时,遇到波阻抗不均匀点时,就会对信号形成反射,这种反射不但导致信号的传输损耗增大,并且会使传输信号畸变,对传输性能影响很大。
(3)电源噪声干扰
PCB中的电源噪声主要由电源自身产生或受扰感应的噪声组成,主要表现为:①电源本身所固有的阻抗所导致的分布噪声;②共模场干扰;③差模场干扰;④线间干扰;⑤电源线耦合。
(4)地线噪声干扰
由于地线上存在电阻、阻抗,当电流通过地线时,就会产生压降,当电流足够大或工作频率足够高时,这个压降会大到足以对电路造成干扰。地线导致的噪声干扰主要包括地线环路干扰和公共阻抗耦合干扰。
(a)地线环路干扰:当多个功能单元连接在地线上时,如果地线中的电流足够大,则会在设备间的连接电缆上产生压降。由于各个电路间的电气特性不平衡,每 根导线上的电流会不同,因此产生差模电压,从而对电路造成影响。此外外部电磁场也有可能在地线环路中感应出电流,从而导致干扰。
(b)公共阻抗耦合干扰;当多个功能单元公用同一段地线时,由于地线阻抗的存在,各个单元的地电位之间会发生相互调制,从而导致各个单元信号间相互耦合产生干扰,在高频电路中,电路处于高频工作状态,地线阻抗往往较大,此时的公共阻抗耦合干扰尤其明显。
消除公共阻抗耦合的途径有两个:一个是减小公共地线部分的阻抗,这样公共地线上的电压也随之减小,从而控制公共阻抗耦合。另一个方法是通过适当的接地方 式避免容易相互干扰的电路共用地线,一般要避免强电电路和弱电电路共用地线,数字电路和模拟电路共用地线。如前所述,减小地线阻抗的问题是减小地线的 电感。这包括使用扁平导体做地线,用多条相距较远的并联导体作接地线。对于印刷线路板,在双层板上布地线网格能够有效地减小地线阻抗,在多层板中专门用一 层做地线虽然具有很小的阻抗,但这会增加线路板的成本。通过适当接地方式避免公共阻抗的接地方法是并联单点接地,并联接地的缺点是接地的导线过多。因此在 实际中,没有必要所有电路都并联单点接地,对于相互干扰较少的电路,可以采用串联单点接地。例如,可以将电路按照强信号,弱信号,模拟信号,数字信号等分 类,然后在同类电路内部用串联单点接地,不同类型的电路采用并联单点接地。