电磁兼容第三章电磁干扰的耦合与传播.ppt
- 文档编号:18820188
- 上传时间:2023-12-16
- 格式:PPT
- 页数:72
- 大小:2.64MB
电磁兼容第三章电磁干扰的耦合与传播.ppt
《电磁兼容第三章电磁干扰的耦合与传播.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电磁兼容第三章电磁干扰的耦合与传播.ppt(72页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
第三章电磁干扰的耦合与传播,主要内容,3.1电磁干扰的传播途径,3.2传导干扰传输线路的性质,3.3传导耦合分析,3.4辐射耦合分析,电磁干扰源,电磁干扰源的分类,b、辐射耦合,a、传导耦合,3.1电磁干扰的传播途径,电磁干扰的传播途径,b、辐射耦合,a、传导耦合,a2、电容性耦合,a3、电感性耦合,a1、电阻性耦合,b1、近场感应耦合,b2、远场辐射耦合,b12、磁感应,b11、电感应,3.1电磁干扰的传播途径,通过导体传输的电磁干扰,主要通过传输线路的电流和电压起作用,传导干扰频谱可延伸到1GHz以上。
在不同的频率下,传输线路呈现不同的特性,应采用不同的电路模型和分析方法。
根据工作波长与线长的关系划分为:
低频传输线路模型高频传输线路模型,传导耦合,传输线路的等效电路模型,3.2传导干扰传输线路的性质,低频电路的等效模型集总参数电路模型,低频电路条件,模拟电路:
数字电路:
,传输速度脉冲宽度,低频传输线路模型集总参数电路模型,3.2传导干扰传输线路的性质:
低频域传输线路,高频电路(l)的等效模型分布参数电路模型,3.2传导干扰传输线路的性质:
分布参数电路模型,高频电路(l)的等效模型分布参数电路模型,3.2传导干扰传输线路的性质:
分布参数电路模型,令,得到,高频电路(l)的等效模型分布参数电路模型,3.2传导干扰传输线路的性质:
分布参数电路模型,输入阻抗,稳态情况:
几种典型传输线的特性阻抗,平行双导线,同轴线,地平面上方的导线,3.2传导干扰传输线路的性质:
几种常用传输线,Multiconductortransmission-lineequations,3.2传导干扰传输线路的性质:
多导体传输线,R:
per-unit-lengthresistancematrixL:
per-unit-lengthinductancematrixG:
per-unit-lengthconductancematrixC:
per-unit-lengthcapacitancematrix。
C.Paul,“AnalysisofmulticonductorTransmissionlines,”October2007,Wiley-IEEEPress,线间电压和对地电压,3.2传导干扰传输线路的性质:
线间电压和对地电压,共模信号:
一对导线上流过的电流幅度相差甚小,而相位相同,差模信号:
一对导线上流过的电流幅度相等,而相位相反,共模干扰和差模干扰,3.2传导干扰传输线路的性质:
共模干扰和差模干扰,共模干扰,差模干扰,电阻性耦合干扰产生至少存在两个相互耦合的电流回路,其电流全部或部分地在公共阻抗中流过。
3.3传导耦合分析:
电阻性耦合,电阻性耦合,共用接地阻抗上的地电流形成一共模噪声电压Ui,使回路ABCDEFGHA和回路ABCIJFGHA上流动着噪声电流,此噪声电流会在放大器或逻辑电路输入端产生一电位差,而差电位差即为电磁干扰的来源。
电阻性干扰实例,3.3传导耦合分析:
电阻性耦合,电阻性干扰的等效电路,3.3传导耦合分析:
电阻性耦合,目标:
考察U02通过公共阻抗Zk在回路1中的阻抗Z11上产生的干扰,3.3传导耦合分析:
电阻性耦合,网孔分析法计算步骤:
在电路图上标明网孔电流及其参考方向。
若全部网孔电流均选为顺时针(或逆时针)方向,则网孔方程的全部互电阻项均取负号;绕行方向由“-”极到“+”极的电压源取正号;反之取负号;用观察电路图的方法列出各网孔方程;求解网孔方程,得到各网孔电流;假设支路电流的参考方向。
根据支路电流与网孔电流的线性组合关系来求得各支路电流;用VCR方程求得各支路电压。
计算U02在回路1中的阻抗Z11上产生的干扰电压和电流,方法一:
网孔分析法,3.3传导耦合分析:
电阻性耦合,网孔方程为:
计算U02在回路1中的阻抗Z11上产生的干扰电压和电流,方法一:
网孔分析法,3.3传导耦合分析:
电阻性耦合,通过Zk的电流为:
U02在耦合阻抗Zk产生的干扰电流为,计算U02在公共阻抗Zk上产生的干扰电压和电流,方法一:
网孔分析法,干扰电压为,USk,3.3传导耦合分析:
电阻性耦合,方法二:
线性叠加法,U02在耦合阻抗Zk产生的干扰电压降,流经Zk的干扰电流,计算U02在公共阻抗Zk上产生的干扰电压和电流,USk,通过Z11的电流是有效电流和部分干扰电流的总和,3.3传导耦合分析:
电阻性耦合,U02对回路1中阻抗Z11产生干扰电流,计算U02在回路1中的阻抗Z11上产生的干扰电压和电流,方法一:
由性质区别,3.3传导耦合分析:
电阻性耦合,公共阻抗Zk上的干扰电压USk在回路1中阻抗Z11上产生的干扰电流:
计算U02在回路1中的阻抗Z11上产生的干扰电压和电流,方法二:
由干扰确定,公共阻抗Zk上的电压USk的作为干扰源:
讨论:
两个回路一点接触,彼此不再互相干扰。
流经回路1中Z11的干扰电流,(直接耦合),
(1),
(2),3.3传导耦合分析:
电阻性耦合,a、让两个电流回路或系统彼此无关。
信号相互独立,避免电路的连接。
b、限制耦合阻抗,越低越好。
导线的电阻和电感越低越好。
c、电路去耦。
各个不同回路之间仅在惟一的一点作电连接,达到电流回路间电路去耦的目的。
强弱电隔离继电器变压器光电耦合,d、电气隔离。
电阻性耦合干扰的抑制方法,3.3传导耦合分析:
电阻性耦合,电容性耦合,干扰电压:
3.3传导耦合分析:
电容性耦合,低阻情况,高阻情况,电容性耦合公式的简化,3.3传导耦合分析:
电容性耦合,电容性耦合的频率特性,3.3传导耦合分析:
电容性耦合,【解】,【例】已知:
U110V、f10MHz、导线半径r1mm、线间距d20mm、导线离地高度h10mm、线长l1m。
(1)R50;
(2)R1M。
分别求导线2上的干扰电压。
耦合系数:
则:
(1)90dB;
(2)9.5dB。
3.3传导耦合分析:
电容性耦合,电容性耦合的抑制,针对干扰源和被干扰对象,针对减小耦合电容,3.3传导耦合分析:
电容性耦合,屏蔽对电容性耦合的影响,3.3传导耦合分析:
电容性耦合,结论:
屏蔽体必须接地。
故,若屏蔽体接地,则,则,比较,导体2完全屏蔽,简化,3.3传导耦合分析:
电容性耦合,导体2部分屏蔽,且导体2与地之间的电阻为无限大,屏蔽体接地,3.3传导耦合分析:
电容性耦合,谁对?
接地,考虑屏蔽体已接地,即CSG=0,则,结论:
导体2上的干扰电压取决于外露部分的长度,越短越好!
则,导体2部分屏蔽,且导体2与地之间的电阻为无限大,屏蔽体接地,3.3传导耦合分析:
电容性耦合,接地,考虑屏蔽体已接地,即CSG=0,则,假设:
则,3.3传导耦合分析:
电容性耦合,导体2部分屏蔽,且导体2与地之间的电阻为有限值,屏蔽体接地,则:
接地,电感性干扰:
由两电路间的磁场相互作用所引起与的。
3.3传导耦合分析:
电感性耦合,当电流I在闭合电路中流动时,该电流就会产生与此电流成正比的磁通量。
I与的比例常数称为电感,=LI,当一个电路中的电流在另一个电路中产生磁通时,这两个电路之间就存在互感M12,其定义为,3.3传导耦合分析:
电感性耦合,电感性耦合的干扰电压,3.3传导耦合分析:
电感性耦合,干扰源系统的电气参数应使电流变化幅度和变化率尽可能的小;,被干扰系统应尽可能的设计成低阻及高信噪比系统;,系统的结构应尽可能紧凑,且彼此空间上相互隔离。
两个系统的耦合部分的布置应使互感尽量小;例如:
增大间距、减少导线长度、避免平行走线等。
采用平衡措施消除电感性干扰;,对干扰源和被干扰对象进行磁屏蔽。
电感性耦合的抑制,针对干扰源和被干扰对象,针对减小耦合电感,3.3传导耦合分析:
电感性耦合,1)绞合,2)避免平行布线,3)增大间距,dh,实际电路的串扰耦合,3.3传导耦合分析:
电感性耦合,3.4辐射耦合分析:
电基本振子的辐射,思路:
先求出电基本振子的矢量磁位A,再将其代入确定磁感应强度B,最后把磁感应强度B代入麦克斯韦第一方程求出电场强度E。
3.4辐射耦合分析:
电基本振子的辐射,,因此确定矢势A,确定磁场强度H,3.4辐射耦合分析:
电基本振子的辐射,确定电场强度E,3.4辐射耦合分析:
电基本振子的辐射,总结起来:
3.4辐射耦合分析:
磁基本振子的辐射,3.4辐射耦合分析:
磁基本振子的辐射,矢势A的计算:
3.4辐射耦合分析:
磁基本振子的辐射,矢势A的计算:
3.4辐射耦合分析:
磁基本振子的辐射,3.4辐射耦合分析:
磁基本振子的辐射,3.4辐射耦合分析:
磁基本振子的辐射,3.4辐射耦合分析:
近区场和远区场,3.4辐射耦合分析:
近区场和远区场,远区场,3.4辐射耦合分析:
近区场和远区场,电基本振子的远区场,3.4辐射耦合分析:
近区场和远区场,电基本振子的远区场,3.4辐射耦合分析:
近区场和远区场,电基本振子的远区场,3.4辐射耦合分析:
近区场和远区场,电基本振子的远区场,3.4辐射耦合分析:
近区场和远区场,电基本振子的远区场波阻抗,电基本振子的远区场波阻抗:
3.4辐射耦合分析:
近区场和远区场,磁基本振子的远区场,3.4辐射耦合分析:
近区场和远区场,近区场,3.4辐射耦合分析:
近区场和远区场,电基本振子的近区场,3.4辐射耦合分析:
近区场和远区场,电基本振子的近区场,3.4辐射耦合分析:
近区场和远区场,电基本振子的近区场波阻抗,电基本振子的近区场波阻抗:
其中,自由空间波阻抗为:
3.4辐射耦合分析:
近区场和远区场,磁基本振子的近区场,3.4辐射耦合分析:
近区场和远区场,近区场与远区场的转换,3.4辐射耦合分析:
近区场和远区场,近区场与远区场的转换,3.4辐射耦合分析:
辐射耦合,3.4辐射耦合分析:
辐射耦合,一般而言,实际的辐射干扰大多数是通过天线、电缆导线和机壳感应进入接收器,辐射干扰通常存在四种主要耦合方式:
天线耦合、导线感应耦合、闭合回路耦合和孔峰耦合。
辐射耦合的四种方式,3.4辐射耦合分析:
辐射耦合,天线与天线间的辐射耦合是一种强辐射耦合,它是指某一天线产生的电磁场在另一天线上的电磁感应。
根据耦合的作用距离可划分为近场耦合和远场耦合,天线与天线间的辐射耦合,根据耦合作用的目的可划分为有意耦合和无意耦合,3.4辐射耦合分析:
辐射耦合,设备电缆线是设备内部电路暴露在机箱外面的部分,它们最容易受到骚扰源辐射场的耦合而感应出骚扰电压或骚扰电流,沿导线进入设备形成辐射骚扰。
电磁场对导线的感应耦合,3.4辐射耦合分析:
辐射耦合,电磁场对闭合回路的耦合是指回路受感应最大部分的长度小于四分之一波长。
在辐射骚扰电磁场的频率比较低的情况下,辐射骚扰电磁场与闭合回路的电磁耦合。
电磁场对闭合回路的耦合,3.4辐射耦合分析:
辐射耦合,电磁场通过孔缝的耦合是指辐射骚扰电磁场通过非金属设备外壳、金属设备外壳上的孔缝、电缆的编织金属屏蔽体等对其内部的电磁骚扰。
电磁场通过孔缝的耦合,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电磁 兼容 第三 干扰 耦合 传播