電磁騷擾的耦合機(jī)理

第一部分 電磁騷擾的耦合機(jī)理

1、基本概念

電磁騷擾傳播或耦合，通常分為兩大類(lèi)：即傳導(dǎo)騷擾傳播和輻射騷擾傳播。通

過(guò)導(dǎo)體傳播的電磁騷擾，叫傳導(dǎo)騷擾；通過(guò)空間傳播的電磁騷擾，叫輻射騷擾。

2、 電磁騷擾的常用單位

騷擾的單位通用分貝來(lái)表示，分貝的原始定義為兩個(gè)功率的比：

通過(guò)以下的推導(dǎo)可知電壓由分貝表示為（注意有一個(gè)前提條件為 R1=R2)：

通常用 dBuV 表示電壓的大小，dBuV 即是電壓相對(duì)于 1uV 的值。

對(duì)于輻射騷擾通常用電磁場(chǎng)的大小來(lái)度量，其單位是 V/m。通常用的單位是

dBuV/m。

3、傳導(dǎo)干擾

a、共阻抗耦合

由兩個(gè)回路經(jīng)公共阻抗耦合而產(chǎn)生，干擾量是電流 i，或變化的電流 di/dt。

當(dāng)兩個(gè)電路的地電流流過(guò)一個(gè)公共阻抗時(shí)，就發(fā)生了公共阻抗耦合。我們?cè)?a href="http://www.ttokpm.com/tags/放大器/" target="_blank">放大器中，級(jí)與級(jí)之間的一種耦合方式是“阻容”耦合方式，這就是一種利用公共阻抗進(jìn)行信號(hào)耦合的應(yīng)用。在這里，上一級(jí)的輸出與下一級(jí)的輸入共用一個(gè)阻抗。

由于地線就是信號(hào)的回流線，因此當(dāng)兩個(gè)電路共用一段地線時(shí)，彼此也會(huì)相互影響。一個(gè)電路的地電位會(huì)受到另一個(gè)電路工作狀態(tài)的影響，即一個(gè)電路的地電位受另一個(gè)電路的地電流的調(diào)制，另一個(gè)電路的信號(hào)就耦合進(jìn)了前一個(gè)電路。

對(duì)于兩個(gè)共用電源的電路也存在這個(gè)問(wèn)題。解決的辦法是對(duì)每個(gè)電路分別供電，或加解耦電路。

b、容性耦合

在干擾源與干擾對(duì)稱(chēng)之間存在著分布電容而產(chǎn)生，干擾量是變化的電場(chǎng)，即變

化的電壓 du/dt。

c、感性耦合

在干擾源與干擾對(duì)稱(chēng)之間存在著互感而產(chǎn)生，干擾量是變化的磁場(chǎng)，即變化的

電流 di/dt。

當(dāng)信號(hào)沿傳輸線傳播時(shí)，信號(hào)路徑與返回路徑之問(wèn)將產(chǎn)生電場(chǎng)，圍繞在信號(hào)路徑和返回路徑周?chē)灿写艌?chǎng)。如圖所示，基板材料為FR4的50Ω微帶線橫截面上的電力線和磁力線，可見(jiàn)，這些場(chǎng)并不僅僅局限于微帶線的正下方，而是會(huì)延伸到周?chē)目臻g。這些延伸出去的場(chǎng)稱(chēng)為邊緣場(chǎng)。

根據(jù)電磁場(chǎng)基本理論，變化的電場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電流，變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電壓。那么，當(dāng)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)（靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)）的布線進(jìn)入另一網(wǎng)絡(luò)（動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)）的邊緣場(chǎng)時(shí)，一旦動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)上的信號(hào)電壓和電流發(fā)生變化，將會(huì)引起邊緣場(chǎng)的變化，邊緣場(chǎng)的變化又將在靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)上感應(yīng)出噪聲電壓或電流，這就是串?dāng)_產(chǎn)生的物理根源。

這種兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間通過(guò)場(chǎng)相互作用被稱(chēng)做耦合，耦合又可以分為容性耦合和感性耦合，而把耦合電容和耦合電感分別稱(chēng)做互容和互感.

互容和互感都對(duì)串?dāng)_有貢獻(xiàn)，但要區(qū)別對(duì)待。當(dāng)返回路徑是很寬的均勻平面時(shí)，如PCB上的布線，容性耦合和感性耦合大體相當(dāng)。因此，要精確預(yù)測(cè)耦合傳輸線的串?dāng)_，兩種因素都必須考慮。如果返回路徑不是很寬的均勻平面，比如引線，雖然容性耦合和感性耦合也都存在，但串?dāng)_主要來(lái)自于互感。這時(shí)，如果動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)上有一個(gè)快速變化的電流，如上升、下降沿，將會(huì)在靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)上引起不可忽視的噪聲。

d. 共阻抗耦合干擾抑制方法

1）讓兩個(gè)電流回路或系統(tǒng)彼此無(wú)關(guān)。信號(hào)相互獨(dú)立，避免電路的連接，以避

免形成電路性耦合。

2）限制耦合阻抗，使耦合阻抗愈低愈好，當(dāng)耦合阻抗趨于零時(shí)，稱(chēng)為電路去

耦。為使耦合阻抗小，必須使導(dǎo)線電阻和導(dǎo)線電感都盡可能小。

3）電路去耦：即各個(gè)不同的電流回路之間僅在唯一的一點(diǎn)作電的連接，在這

一點(diǎn)就不可能流過(guò)電路性干擾電流，于是達(dá)到電流回路間電路去耦的目的。

4）隔離：電平相差懸殊的相關(guān)系統(tǒng)（比如信號(hào)傳輸設(shè)備和大功率電氣設(shè)備之

間），常采用隔離技術(shù)。

e. 容性耦合干擾抑制方法

為了抑制電容性干擾可以采取以下措施：

1）干擾源系統(tǒng)的電氣參數(shù)應(yīng)使電壓變化幅度和變化率盡可能地?。?/p>

2）被干擾系統(tǒng)應(yīng)盡可能設(shè)計(jì)成低阻；

3）兩個(gè)系統(tǒng)的耦合部分的布置應(yīng)使耦合電容盡量小。例如電線、電纜系統(tǒng)，

則應(yīng)使其間距盡量大，導(dǎo)線短，避免平行走線；

4）可對(duì)干擾源的干擾對(duì)象進(jìn)行電氣屏蔽，屏蔽的目的在于切斷干擾源的導(dǎo)體

表面和干擾對(duì)象的導(dǎo)體表面之間的電力線通路，使耦合電容變得最??；

f. 感性耦合干擾抑制方法

1）干擾源系統(tǒng)的電氣參數(shù)應(yīng)使電流變化的幅度和速率盡量?。?/p>

被干擾系統(tǒng)應(yīng)該具有高阻抗；

2）減少兩個(gè)系統(tǒng)的互感，為此讓導(dǎo)線盡量短，間距盡量大，避免平行走線，

采用雙線結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)縮小電流回路所圍成的面積；

3）對(duì)于干擾源或干擾對(duì)象設(shè)置磁屏蔽，以抑制干擾磁場(chǎng)。

4）采用平衡措施，使干擾磁場(chǎng)以及耦合的干擾信號(hào)大部分相互抵消。如使被

干擾的導(dǎo)線環(huán)在干擾場(chǎng)中的放置方式處于切割磁力線最小（環(huán)方向與磁力線平

行），則耦合的干擾信號(hào)最??；另外如將干擾源導(dǎo)線平衡絞合，可將干擾電流

產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互抵消。

4、輻射干擾

a. 近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)

干擾通過(guò)空間傳輸實(shí)質(zhì)上是干擾源的電磁能量以場(chǎng)的形式向四周空間傳播。場(chǎng)

可分為近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)。近場(chǎng)又稱(chēng)感應(yīng)場(chǎng)，遠(yuǎn)場(chǎng)又稱(chēng)輻射場(chǎng)。判定近場(chǎng)遠(yuǎn)場(chǎng)的準(zhǔn)則

是以離場(chǎng)源的距離 r 也定的。

r>λ/2π 則為遠(yuǎn)場(chǎng)

r<λ/2π ? ? ?則為近場(chǎng)

我們常用波阻抗來(lái)描述電場(chǎng)和磁場(chǎng)的關(guān)系，波阻抗定義為

Zo=E/H

在遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)電場(chǎng)和磁場(chǎng)方向垂直并且都和傳播方向垂直稱(chēng)為平面波，電場(chǎng)和磁場(chǎng)

的比值為固定值，為 Zo=120∏=377 歐。下圖為波阻抗與距離的關(guān)系。

b. 減少輻射干擾的措施

減小輻射干擾的措施主要有：

1） 輻射屏蔽：在干擾源和干擾對(duì)象之間插入一金屬屏蔽物，以阻擋干擾的傳

播。

2） 極化隔離：干擾源與干擾對(duì)象在布局上采取極化隔離措施。即一個(gè)為垂直

極化時(shí)，另一個(gè)為水平極化，以減小其間的耦合。

3） 距離隔離：拉開(kāi)干擾源與被干擾對(duì)象之間的距離，這是由于志在近場(chǎng)區(qū)，

場(chǎng)量強(qiáng)度與距離平方或立方成比例，當(dāng)距離增大時(shí)，場(chǎng)衰減很快。

4） 吸收涂層法：被干擾對(duì)象有時(shí)可涂復(fù)一層吸收電磁波的材料，以減小干擾。

第二部分 電磁干擾的模式

1 共模干擾與差模干擾

共模干擾（Common-mode）：兩導(dǎo)線上的干擾電流振幅相等，而方向相同者

稱(chēng)為共模干擾。

差模干擾（Differential-mode）：兩導(dǎo)線上的干擾電流，振幅相等，方向相反

稱(chēng)為差模干擾。

共模(Common mode)是指存在于兩根或多根導(dǎo)線中，流經(jīng)所有導(dǎo)線的電流都是同極性的，差模(Differential mode)是指在導(dǎo)線對(duì)上的電流極性是相反的。

共模干擾的干擾電流在電纜中的所有導(dǎo)線上幅度／相位相同，它在電纜與大地之間形成回路流動(dòng)，見(jiàn)圖(a)。差模干擾的干擾電流在信號(hào)線與信號(hào)地線之間流動(dòng)，見(jiàn)圖(b)。

由于共模干擾與差模干擾的干擾電流在電纜上的流動(dòng)方式不同，對(duì)這兩種干擾電流的濾波方法也不相同。因此在進(jìn)行濾波設(shè)計(jì)之前必須了解所面對(duì)的干擾電流的類(lèi)型。

2 PCB的輻射與線纜的輻射

1、PCB輻射

PCB 上有許多信號(hào)環(huán)路，由中有差模電流環(huán)也有共模電流環(huán)，計(jì)算其輻射強(qiáng)

度時(shí)，可等效為環(huán)天線，輻射強(qiáng)度由下式計(jì)算：

2、線纜的輻射

計(jì)算線纜的輻射強(qiáng)度時(shí)，將其等效為單極天線，其輻射強(qiáng)度由下式計(jì)算：

第三部分 電磁屏蔽理論

1、 屏蔽效能的感念

屏蔽是利用屏蔽體來(lái)阻擋或減小電磁能傳輸?shù)囊环N技術(shù)，是抑制電磁干擾的重

要手段之一。屏蔽有兩個(gè)目的，一是限值內(nèi)部輻射的電磁能量泄漏出該內(nèi)部區(qū)

域，二是防止外來(lái)的輻射干擾進(jìn)入某一區(qū)域。

電磁場(chǎng)通過(guò)金屬材料隔離時(shí)，電磁場(chǎng)的強(qiáng)度將明顯降低，這種現(xiàn)象就是金屬材

料的屏蔽作用。我們可以用同一位置無(wú)屏蔽體時(shí)電磁場(chǎng)的強(qiáng)度與加屏蔽體之后

電磁場(chǎng)的強(qiáng)度之比來(lái)表征金屬材料的屏蔽作用，定義屏蔽效能（Shielding

Effectiveness，簡(jiǎn)稱(chēng) SE）：

2、屏蔽體上孔縫的影響

實(shí)際上，屏蔽體上面不可避免地存在各種縫隙、開(kāi)孔以及進(jìn)出電纜等各種缺陷，這些缺陷將對(duì)屏蔽體的屏蔽效能有急劇的劣化作用。

上節(jié)中分析的理想屏蔽體在 30MHz 以上的屏蔽效能已經(jīng)足夠高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)工

程實(shí)際的需要。真正決定實(shí)際屏蔽體的屏蔽效能的因素是各種電氣不連續(xù)缺

陷，包括：縫隙、開(kāi)孔、電纜穿透等。

屏蔽體上面的縫隙十分常見(jiàn)，特別是目前機(jī)柜、插箱均是采用拼裝方式，其縫

隙十分多，如果處理不妥，縫隙將急劇劣化屏蔽體的屏蔽效能。

1、孔縫屏蔽的總體設(shè)計(jì)思想

根據(jù)小孔耦合理論，決定孔縫泄漏量的因素主要有兩個(gè)：孔縫面積和孔縫最大線度尺寸。兩者皆大，則泄漏最為嚴(yán)重；面積小而最大線度尺寸大則電磁泄漏仍然較大。如圖所示為一典型機(jī)柜示意圖，上面的孔縫主要分為四類(lèi)：

（1）機(jī)箱（機(jī)柜）接縫

該類(lèi)縫雖然面積不大，但其最大線度尺寸即縫長(zhǎng)卻非常大，由于維修、開(kāi)啟等限制，致使該類(lèi)縫成為電子設(shè)備中屏蔽難度最大的一類(lèi)孔縫，采用導(dǎo)電襯墊等特殊屏蔽材料可以有效地抑制電磁泄漏。該類(lèi)孔縫屏蔽設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于：合理地選擇導(dǎo)電襯墊材料并進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖冃慰刂啤?/p>

（2）通風(fēng)孔

該類(lèi)孔面積和最大線度尺寸較大，通風(fēng)孔設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于通風(fēng)部件的選擇與裝配結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。在滿(mǎn)足通風(fēng)性能的條件下，應(yīng)盡可能選用屏效較高的屏蔽通風(fēng)部件。

（3）觀察孔與顯示孔

該類(lèi)型孔面積和最大線度尺寸較大，其設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于屏蔽透光材料的選擇與裝配結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

（4）連接器與機(jī)箱接縫

這類(lèi)縫的面積與最大線度尺寸均不大，但由于在高頻時(shí)導(dǎo)致連接器與機(jī)箱的接觸阻抗急劇增大，從而使得屏蔽電纜的共模傳導(dǎo)發(fā)射變大，往往導(dǎo)致整個(gè)設(shè)備的輻射發(fā)射出現(xiàn)超標(biāo)，為此應(yīng)采用導(dǎo)電橡膠等連接器導(dǎo)電襯墊。

由于輻射源分為近區(qū)的電場(chǎng)源、磁場(chǎng)源和遠(yuǎn)區(qū)的平面波，因此屏蔽體的屏蔽性能依據(jù)輻射源的不同，在材料選擇、結(jié)構(gòu)形狀和對(duì)孔縫泄漏控制等方面都有所不同。在設(shè)計(jì)中要達(dá)到所需的屏蔽性能，則需首先確定輻射源，明確頻率范圍，再根據(jù)各個(gè)頻段的典型泄漏結(jié)構(gòu)，確定控制要素，進(jìn)而選擇恰當(dāng)?shù)钠帘尾牧希O(shè)計(jì)屏蔽殼體。

綜上所述，孔縫抑制的設(shè)計(jì)要點(diǎn)歸納為：

（1）合理選擇屏蔽材料；

（2）合理設(shè)計(jì)安裝互連結(jié)構(gòu)。

2、孔洞泄露的評(píng)估

機(jī)箱上不可避免地會(huì)有各種孔洞，這些孔洞最終決定了屏蔽體的屏蔽效能（假設(shè)沒(méi)有電纜穿過(guò)機(jī)箱）。一般可以認(rèn)為，屏蔽機(jī)箱在低頻時(shí)的屏蔽效能主要取決于制造屏蔽體的材料，在高頻時(shí)的屏蔽效能主要取決于機(jī)箱上的孔洞和縫隙。當(dāng)電磁波入射到一個(gè)孔洞時(shí)，孔洞的作用是相當(dāng)于一個(gè)偶極天線。當(dāng)縫隙的長(zhǎng)度達(dá)到1/2時(shí)，其輻射效率最高（與縫隙的寬度無(wú)關(guān)）。也就是說(shuō)，它可以入射到縫隙的全部能量輻射出去，如圖所示。

圖孔縫的電磁泄漏

在遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)，如果孔洞的最大尺寸L小于λ/2，一個(gè)厚度為0的材料上的縫隙的屏蔽效能為：

如果L大于λ/2，則SE=0（dB）。

式中SE──屏蔽效能（dB）；

L──孔洞的長(zhǎng)度（mm）；

H──孔洞的寬度（mm）；

f──入射電磁波的頻率（MHz）。

這個(gè)公式計(jì)算的是最壞情況下（造成最大泄露的極化方向）的屏蔽效能，實(shí)際情況下屏蔽效能可能會(huì)更高一些。

在近場(chǎng)區(qū)，孔洞的泄露還與輻射源是磁場(chǎng)源有關(guān)。當(dāng)輻射源是電場(chǎng)源時(shí)，孔洞的泄露比遠(yuǎn)場(chǎng)?。ㄆ帘涡芨撸?；而當(dāng)輻射源是磁場(chǎng)源時(shí)，孔洞的泄露比遠(yuǎn)場(chǎng)大（屏蔽效能低）。對(duì)于不同電路阻抗Zc的輻射源，計(jì)算公式如下：

若ZC＞（7.9/Df）：（電場(chǎng)源）

若ZC＜（7.9/Df）：（電場(chǎng)源）

式中SE──屏蔽效能（dB）；

L──孔洞的長(zhǎng)度（mm）；

H──孔洞的寬度（mm）；

f──入射電磁波的頻率（MHz）。

這個(gè)公式計(jì)算的是最壞情況下（造成最大泄漏的極化方向）的屏蔽效能，實(shí)際情況下屏蔽效能可能會(huì)更高一些。

需要注意的問(wèn)題是，對(duì)于磁場(chǎng)輻射源，孔洞在近場(chǎng)區(qū)的屏蔽效能與電磁波的頻率沒(méi)有關(guān)系，也就是說(shuō)，很小的孔洞也可能導(dǎo)致較大的泄漏。這時(shí)影響屏蔽效能的一個(gè)更重要參數(shù)是孔洞到輻射源的距離?？锥淳嚯x輻射源越近，泄漏越大。這個(gè)特點(diǎn)往往導(dǎo)致屏蔽體發(fā)生意外的泄漏。因?yàn)樵谄帘误w上開(kāi)孔的一個(gè)目的是通風(fēng)散熱，這意味著會(huì)很自然地將孔洞設(shè)計(jì)在靠近發(fā)熱源附近，而發(fā)熱源往往是大電流的載體，在其周?chē)休^強(qiáng)的磁場(chǎng)。結(jié)果，無(wú)意識(shí)地將孔洞開(kāi)在強(qiáng)磁場(chǎng)輻射源的附近。因此，在設(shè)計(jì)中，要注意孔洞和縫隙要遠(yuǎn)離電流載體，例如線路板、電纜、變壓器等。

當(dāng)N個(gè)尺寸相同的孔洞排列在一起，并且相距較近（距離小于λ/2）時(shí)，孔洞陣列的屏蔽效能會(huì)下降，下降數(shù)值為10lgN。

因?yàn)榭锥吹妮椛溆蟹较蛐?，因此在不同面上的孔洞不?huì)明顯增加泄漏，利用這個(gè)特點(diǎn)可以在設(shè)計(jì)時(shí)將孔洞放在屏蔽機(jī)箱的不同面，避免某一個(gè)面的輻射過(guò)強(qiáng)。

3 電纜的屏蔽設(shè)計(jì)

如果導(dǎo)體從屏蔽體中穿出去，將對(duì)屏蔽體的屏蔽效能產(chǎn)生顯著的劣化作用。這

種穿透比較典型的是電纜從屏蔽體中穿出。

電纜穿透的作用是將屏蔽體內(nèi)外通過(guò)導(dǎo)線連通，等效于兩個(gè)背靠背的天線，對(duì)

屏蔽體的屏蔽有極大的影響。

為了避免電纜穿透對(duì)屏蔽體的影響，可以從幾個(gè)方面采取措施：

1）采用屏蔽電纜時(shí)，屏蔽電纜在出屏蔽體時(shí)，采用夾線結(jié)構(gòu)，保證電纜屏蔽

層與屏蔽體之間可靠接地，提供足夠低的接觸阻抗。

2）采用屏蔽電纜時(shí)，用屏蔽連接器轉(zhuǎn)接將信號(hào)接出屏蔽體，通過(guò)連接器保證

電纜屏蔽層的可靠接地。

3） 采用非屏蔽電纜時(shí)，采用濾波連接器轉(zhuǎn)接，保證電纜與屏蔽體之間有足夠

低的高頻阻抗。

4） 采用非屏蔽電纜時(shí)，電纜在屏蔽體的內(nèi)側(cè)（或者外側(cè)）要足夠短，使干擾

信號(hào)不能有效地耦合出去，從而減小了電纜穿透的影響。

5） 電源線通過(guò)電源濾波器出屏蔽體，保證電源線與屏蔽體之間有足夠低的高

頻阻抗。

第四部分 接地設(shè)計(jì)

接地是抑制電磁干擾、提高電子設(shè)備電磁兼容性的重要手段之一。正確的接地

既能抑制干擾的影響，又能抑制設(shè)備向外輻射干擾；反之錯(cuò)誤的接地反而會(huì)引

入嚴(yán)重的干擾，甚至使電子設(shè)備無(wú)法正常工作。

1、接地的概念

電子設(shè)備中的“地”通常有兩種含義：一種是“大地”，另一種是“系統(tǒng)基準(zhǔn)

地”。接地就是指在系統(tǒng)的某個(gè)選定點(diǎn)與某個(gè)電位基準(zhǔn)間建立低阻的導(dǎo)電通路。

“接大地”就是以地球的電位作為基準(zhǔn)，并以大地作為零電位，把電子設(shè)備的

金屬外殼、線路選定點(diǎn)等通過(guò)接地線、接地極等組成的接地裝置與大地相連接。

“系統(tǒng)基準(zhǔn)地”是指信號(hào)回路的基準(zhǔn)導(dǎo)體（電子設(shè)備通常以金屬底座、機(jī)殼、

屏蔽罩或粗銅線、銅帶作為基準(zhǔn)導(dǎo)體），并設(shè)該基準(zhǔn)導(dǎo)體電位為相對(duì)零電位，

但不是大地零電位，簡(jiǎn)稱(chēng)為系統(tǒng)地。

接地的目的有兩個(gè)：一是為了安全，稱(chēng)為保護(hù)接地。電子設(shè)備的金屬外殼必須

接大地，這樣可以避免因事故導(dǎo)致金屬外殼上出現(xiàn)過(guò)高對(duì)地電壓而危及操作人

員和設(shè)備的安全。二是為電流返回其源提供低阻抗通道。

2 接地的種類(lèi)

實(shí)際上，各種地線都存在電氣上或是物理上的聯(lián)系，不一定有明確的劃分。在

地系統(tǒng)中，有時(shí)一個(gè)地既承擔(dān)保護(hù)地，又承當(dāng)防雷地的作用；或既承擔(dān)工作地，

又承當(dāng)保護(hù)地的作用。而不同功能的地連接，針對(duì)的電氣對(duì)象不同，其處理方

式的側(cè)重點(diǎn)還會(huì)有所差異。

a. 保護(hù)接地

保護(hù)接地是為了保護(hù)設(shè)備、裝置、電路及人身的安全，防止雷擊、靜電損壞設(shè)

備，或在設(shè)備故障情況下，保護(hù)人身安全。因此在設(shè)備、裝置、電路的底盤(pán)及

金屬機(jī)殼一定要采取保護(hù)接地。

保護(hù)地保護(hù)原理是：通過(guò)把帶故障電壓的設(shè)備外殼短路到大地或地線端，保護(hù)

過(guò)程中產(chǎn)生的短路電流使熔絲或空氣開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，從而達(dá)到保護(hù)設(shè)備和人員安全

的作用。

b. 工作接地

工作地是單板、母板或系統(tǒng)之間信號(hào)的等電位參考點(diǎn)或參考平面，它給信號(hào)回

流提供了低的阻抗通道。信號(hào)質(zhì)量很大程度上依賴(lài)于工作接地質(zhì)量的好壞。由

于受接地材料特性和其他技術(shù)因素的影響，接地導(dǎo)體的連接或搭接無(wú)論做的如

何好，總有一定的阻抗，信號(hào)的回流會(huì)在工作地線上產(chǎn)生電壓降，形成地紋波，

對(duì)信號(hào)質(zhì)量產(chǎn)生影響；信號(hào)越弱，信號(hào)頻率越高，這種影響就越嚴(yán)重。盡管如

此，在設(shè)計(jì)和施工中最大限度地降低工作接地導(dǎo)體的阻抗仍然是非常重要的。

第五部分 濾波設(shè)計(jì)

1、 濾波電路的基本概念

濾波電路是由電感、電容、電阻、鐵氧體磁珠和共模線圈構(gòu)成的頻率選擇性網(wǎng)

絡(luò)，低通濾波器是電磁兼容抑制技術(shù)中普遍應(yīng)用的濾波器。為了減小電源和信

號(hào)線纜對(duì)外輻射，接口電路和電源電路必須進(jìn)行濾波設(shè)計(jì)。

濾波電路的效能取決于濾波電路兩邊的阻抗特性，在低阻抗電路中，簡(jiǎn)單的電

感濾波電路可以得到 40dB 的衰減，而在高阻抗電路中，幾乎沒(méi)有作用；在高

阻抗電路中，簡(jiǎn)單的電容濾波電路可以得到很好的濾波效果，在低阻抗電路中

幾乎不起作用。在濾波電路設(shè)計(jì)中，電容靠近高阻抗電路設(shè)計(jì)，電感靠近低阻

抗電路設(shè)計(jì)。

電容器的插入損耗隨頻率的增加而增加，直到頻率達(dá)到自諧振頻率后，由于存

在導(dǎo)線和電容器電極的電感在電路上與電容串聯(lián)，于是插入損耗開(kāi)始下降。

2、 電源EMI濾波器

電源 EMI 濾波器是一種無(wú)源雙向網(wǎng)絡(luò)，它一端接電源，另一端接負(fù)載。在所

關(guān)心的衰減頻帶的較高頻段，可把電源 EMI 濾波器看作是“阻抗失配網(wǎng)絡(luò)”。

網(wǎng)絡(luò)分析結(jié)果表明，濾波器阻抗兩側(cè)端口阻抗失配越大，對(duì)電磁干擾能量的衰

減就越是有效。由于電源線側(cè)的共模阻抗一般比較低，所以濾波器電源側(cè)的阻

抗一般比較高。為了得到較好的濾波效果，對(duì)低阻抗的電源側(cè)，應(yīng)配高輸入阻

抗的濾波器；對(duì)高輸入阻抗的負(fù)載側(cè)，則應(yīng)配低輸出阻抗的濾波器。

普通的電源濾波器對(duì)于數(shù)十兆以下的干擾信號(hào)有較好的濾波作用,在較高頻段,

由于電容的電感效應(yīng),其濾波性能將會(huì)下降。對(duì)于頻率較高的干擾情況，要使

用饋通式濾波器。該濾波器由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，具有良好的濾波特性，其有效頻

段可以擴(kuò)展到 GHz，因此在無(wú)線產(chǎn)品中使用較多。

濾波器的使用，最重要的問(wèn)題是接地問(wèn)題。只有接地良好的濾波器才能發(fā)揮其

濾波作用，否則是沒(méi)有價(jià)值的。濾波器使用要注意以下問(wèn)題：

1） 濾波器放置在電源的入口位置；

2） 饋通濾波器要放置在機(jī)箱（機(jī)柜）的金屬壁上；

3） 濾波器直接與機(jī)柜緊密連接，濾波器下面不能涂保護(hù)漆；

4） 濾波器的輸入輸出引線不能并行，交叉。