共模与差模信号及其抑制原理
电磁干扰(EMI)差模共模干扰抑制措施

54差模干扰在电路回路中存在大小相等、方向相反的干扰电流,并且干扰电流在由两根导线组成的回路中传输。
图4.1.1:差模干扰示意图产生的原因差模干扰中的干扰是起源在回路线路之中(直接注入),如同一线路中工作的电机,开关电源,可控硅等,他们在回路上所产生的干扰就是差模干扰。
如何影响设备差模干扰直接作用在设备两端的,直接影响设备工作,甚至破坏设备。
(表现为尖峰电压,电压跌落及中断)如何滤除差模干扰主要采用差模线圈和差模电容。
55差模线圈图4.1.2:差模线圈示意图从图中可知,当电流流过差模线圈之后,线圈里面的磁通是增强的,相当于两个磁通之和,线圈在低频率时低阻抗,高频率时高阻抗,所以在高频时利用它的高阻抗衰减差模信号。
差模电容电容具有低频率高阻抗,高频率低阻抗特性,利用电容在高频时它的低阻抗短路掉差模信号。
图4.1.3:差模电容示意图56共模干扰在电路回路中存在大小相等、方向相同的干扰电流,并且干扰电流在导线与地线中传输。
产生的原因电网串入共模电压、辐射干扰(如雷电) 在信号线上感应出共模电压、接地电压存在电位差引入共模电压。
如何影响设备因为在负载两端没有电位差,所有的共模电流都通过电缆和地之间的寄生电容流向地线,由于电路的非平衡性。
相同的共摸电压会在信号线和信号地线上产生不同的幅度的共模电流。
从而产生差模电压,形成干扰。
如何滤除共模干扰主要采用共模线圈和共模电容。
图4.2.1:共模干扰示意图57共模线圈图4.2.2:共模线圈示意图共模线圈和差模线圈原理比较类似,都是利用线圈高频时的高阻抗来衰减干扰信号。
共模线圈和差模线圈绕线方法刚好相反。
共模线圈对方向相反的电流基本不起作用。
共模电容共模电容的工作原理和差模电容的工作原理是一致的,都是利用电容的高频低阻抗,使高频干扰信号短路,而低频时电路不受任何影响。
只是差模电容是两极之间短路。
而共模电容是线对地短路。
图4.2.3:共模电容示意图58线圈抑制频率响应实际的电感是L 、C 的并联网络(忽略绕组的电阻)它的阻抗特性如图4.3.1所示,图4.3.1:电感频率响应图DM (LC)-1/2从图上可知,在谐振频率以下,呈现电感的阻抗特性,谐振频率以上,呈现电容的阻抗特性,随着频率的升高.阻抗越来越小,失去对干扰的抑制作用。
差模阻抗和共模阻抗

差模阻抗和共模阻抗一、差模信号和共模信号的概念差模信号是指两个信号之间的差值,即两个信号相减的结果。
在电路中,通常用差分放大器来放大差模信号。
共模信号是指两个信号的平均值,即两个信号相加后除以2的结果。
在电路中,共模信号会对电路产生干扰,因此需要采取措施来抑制共模干扰。
二、差模阻抗和共模阻抗的概念1. 差模阻抗差模阻抗是指差模信号在电路中传输时所遇到的阻力。
它可以用来描述电路对于差分输入信号的响应能力。
通常用单位欧姆(Ω)来表示。
2. 共模阻抗共模阻抗是指共模信号在电路中传输时所遇到的阻力。
它可以用来描述电路对于共模输入信号的响应能力。
通常用单位欧姆(Ω)来表示。
三、差模阻抗和共模阻抗的计算方法1. 差模阻抗计算方法差分放大器的输入端有两个引脚,一个为正极性输入引脚(+IN),一个为负极性输入引脚(-IN)。
当差模信号被输入到+IN和-IN时,差分放大器会将其放大。
差模阻抗可以通过下面的公式来计算:Zd = ΔVd/ΔId其中,ΔVd为差模信号的变化量,ΔId为差分放大器输入端的电流变化量。
2. 共模阻抗计算方法共模信号在电路中传输时会受到干扰,因此需要采取措施来抑制共模干扰。
一个有效的方法是使用共模电压反馈电路。
共模阻抗可以通过下面的公式来计算:Zc = ΔVc/ΔIc其中,ΔVc为共模信号的变化量,ΔIc为共模电压反馈电路中的电流变化量。
四、如何提高差模阻抗和共模阻抗1. 提高差模阻抗的方法(1)增加输入电阻:在差分放大器中增加输入电阻可以提高其对于差分输入信号的响应能力。
(2)减小反馈电容:减小反馈电容可以提高差分放大器对于高频信号的响应能力。
2. 提高共模阻抗的方法(1)使用共模电压反馈电路:共模电压反馈电路可以抑制共模干扰,提高共模阻抗。
(2)使用屏蔽材料:在设计电路时,可以使用屏蔽材料来隔离共模信号和差模信号,从而减小共模干扰。
(3)提高接地质量:接地是电路中非常重要的一环,提高接地质量可以减小共模干扰。
共模滤波器和差模滤波

共模滤波器和差模滤波共模滤波器和差模滤波器是电子电路中常用的滤波器类型,用于处理信号中的共模干扰和差模信号。
共模滤波器主要用于抑制共模干扰,而差模滤波器主要用于增强差模信号。
本文将分别介绍这两种滤波器的原理、应用和特点。
一、共模滤波器共模滤波器是一种用于抑制共模干扰的滤波器。
在电子电路中,当信号传输过程中存在共模干扰时,会导致信号质量下降。
共模干扰是指在传输线上,两个信号相互干扰而产生的噪声。
共模干扰可以由电源波动、地线干扰等多种原因引起。
共模滤波器的工作原理是通过设计特定的电路结构和参数,将共模干扰信号滤除。
常见的共模滤波器包括电容耦合器、差分放大器和共模电感等。
其中,电容耦合器通过将信号的共模分量滤除,只传输差分信号,从而抑制共模干扰;差分放大器则是通过将信号的差模分量放大,相对于共模分量的增益较高,从而减小共模干扰的影响;共模电感则是利用电感元件的特性,在传输线上产生反向的磁场,抵消共模干扰。
共模滤波器的应用非常广泛,在各种电子设备中都有使用。
例如,在音频设备中,共模滤波器可以用于抑制电源干扰和地线干扰,提高音质;在通信设备中,共模滤波器可以用于抑制电磁干扰,提高信号传输质量。
共模滤波器的特点是可以有效地抑制共模干扰,提高信号质量。
但是,由于共模滤波器需要对共模干扰进行滤除或抵消,因此会引入一定的成本和复杂性。
此外,共模滤波器的性能受到电路参数和布局的影响,需要进行精确的设计和优化。
二、差模滤波器差模滤波器是一种用于增强差模信号的滤波器。
在很多应用中,差模信号是我们关注的主要信号,而共模信号则是噪声或干扰。
差模滤波器的作用是通过设计特定的电路结构和参数,将差模信号滤出,并增强其幅度。
差模滤波器的工作原理是通过放大差模信号,同时抑制或滤除共模信号。
常见的差模滤波器包括差分放大器和差分电感等。
差分放大器是差模滤波器中最常用的一种,它通过放大差模信号,同时抑制共模信号,从而提高差模信号的幅度。
差分电感则是利用电感元件的特性,在传输线上产生增强的磁场,增强差模信号。
电磁干扰差模共模干扰抑制措施

电磁干扰差模共模干扰抑制措施电磁干扰(EMI)是指在电磁环境中,由于电磁波的辐射、传导或耦合而引起的潜在问题。
在电子设备中,差模共模干扰是最常见和容易发生的电磁干扰形式之一、差模干扰是指在信号的正负两根导线上引入的干扰信号。
共模干扰是指在信号和地线之间或信号和屏蔽之间引入的干扰信号。
为了保证电子设备的正常工作,需要采取一系列抑制措施来抑制差模共模干扰。
1.使用差分信号传输:差模干扰是指在信号的正负两根导线上引入的干扰信号,而差分信号传输采用了两根互补的信号线,其中一根是信号线,另一根是信号线的反相线。
这样设计可以使得差模信号在两根导线上被平衡地引入,从而减小差模干扰的影响。
2.使用屏蔽线缆:差分信号传输可以减小差模干扰,但无法完全消除。
将信号线包裹在屏蔽层中可以进一步减小差模干扰的影响。
屏蔽线缆使用了金属屏蔽层,可以有效地吸收和屏蔽外部的电磁干扰,从而减小差模干扰。
3.采用均衡电路:在接收信号的端口,使用均衡电路可以进一步减小差模干扰的影响。
均衡电路可以将差模信号进行抵消,从而降低差模干扰对信号的影响。
4.使用差模输入输出接口:差模输入输出接口可以限制差模干扰信号的传播路径。
通过选择合适的差模输入输出接口,可以减小差模干扰信号的传播,从而减小对设备的影响。
1.接地:良好的接地可以减小共模干扰的影响。
在设计电子设备时,需要合理设置接地点,确保设备的各个部分都能够得到正确的接地。
2.屏蔽:在信号传输过程中,可以采用屏蔽层将信号线和地线之间隔离,从而减小共模干扰的影响。
屏蔽层采用金属材料制成,可以有效地吸收和屏蔽外部的电磁干扰。
3.使用滤波器:在信号线上安装共模滤波器可以减小共模干扰的影响。
共模滤波器可以选择合适的频率范围,将共模干扰信号滤除,从而保证信号的质量。
4.绕线方式:在布线时,可以通过适当的绕线方式来减小共模干扰的影响。
例如,采用环形绕线、交叉绕线等方法,可以使得信号线和地线之间的耦合减小,从而减小共模干扰。
共模干扰与差模干扰详解

共模干扰与差模干扰一、共模干扰(1)什么是共模干扰共模干扰是两个幅度相同,相位相同的信号。
在两个设备之间传输电源或者信号的传输线至少有两根,如图1所示:图1在上图模型中,电源或者信号在传输过程中一般有三种可能会产生共模干扰。
第一种:外界电磁场在传输线1和传输线2上同时感应出电压,由此感应电压产生感应电流并在传输线上传播,如图2所示:图2第二种:设备1和设备2的接地点GND1和GND2电位不相同,导致实际的两个设备之间存在压差,从而产生感应电流在两根传输线上传播,如图3所示:图3第三种:传输线1和传输线2与图1中GND也就是大地存在电位差,也就是两个导线做去路,地线做来路,这样电缆上同样也会存在共模电流,如图4所示:图4(2)如何抑制共模干扰知道了什么是共模干扰以及其产生的缘由,那么抑制共模干扰就有了头绪。
通常采用以下方法减小共模干扰的影响:1.屏蔽和绝缘:使用屏蔽电缆或屏蔽盒,以阻止外部干扰信号进入信号线或电路。
2.差分信号:使用差分信号传输,其中信号由两个相对的信号线组成,共模干扰信号会在两个线上产生相同的影响,从而在接收端可以被抵消。
3.地线设计:优化地线和接地系统,以减小地线噪声和共模干扰。
4.滤波器:使用共模电感来去除共模干扰信号,通常是在接收端或信号处理器中使用。
二、差模干扰(1)什么是差模干扰差模干扰是两个幅度相同,方向相反的信号。
差模干扰就是线与线之间的干扰,指电源与设备之间的传导线构成的回路中存在的电压尖峰、跳动等。
模型如图5所示图5(2)如何抑制差模干扰1.使用差模电感:差模电感是通过将两个同向匝数相同的线圈按照特定规则绕制而成的。
它的理论特性是在差模电流下表现出高阻抗,而在共模电流下则表现为零阻抗。
在电路中,差模电感的主要功能是消除电路中的差模信号。
2.使用差模电容:电容的阻抗随频率变化特性是Z=1/(2πfC),可见差模干扰的频率越高,电容对其的阻抗越低。
我们可以利用这个特性将差模干扰旁路掉。
共模差模信号的关键特性和噪音的抑制方法

共模差模信号的关键特性和噪音的抑制方法一、共模和差模信号的关键特性:1.共模信号:指信号在两个输入信号上同时存在且具有相同幅值和相位的部分。
共模信号是两个输入信号发生共同变化的部分,如噪音源引起的干扰信号。
2.差模信号:指信号在两个输入信号上的幅值和相位差异的部分。
差模信号是两个输入信号发生差异的部分,如有用信号。
共模和差模信号的关键特性如下:1.幅值:共模信号的幅值与输入信号的幅值相等;差模信号的幅值与输入信号的差值相关。
2.相位:共模信号的相位与输入信号的相位相等;差模信号的相位与输入信号的差值相关。
二、噪音的抑制方法:1.电源和地线的设计:合理设计电源和地线,减少共模噪音的传播路径和干扰。
2.屏蔽技术:使用屏蔽材料或屏蔽罩,将设备或电路的敏感部分与外界隔离,减少外界电磁干扰对系统的影响。
3.信号处理技术:利用信号处理方法对差模信号进行滤波处理,抑制干扰。
4.绕线方法:通过合理绕线,使共模噪音在电路板上的传播路径尽量远离敏感部分,减少对系统的影响。
5.使用差模信号传输:采用差模信号传输方式,使差模信号得到增强,共模噪音得到抑制。
6.地线隔离:合理设计地线,避免共地环路产生的共模噪音传播。
7.使用低噪声元件:选择低噪声元件,降低系统的噪声水平。
8.过滤器:在信号输入或输出端使用合适的滤波器,削弱噪声干扰。
9.转换器的设计:在转换器的设计中,采用抗干扰设计,提高抗干扰能力。
总结:共模和差模信号是信号处理中重要的概念,其关键特性能够帮助我们理解信号传输过程中存在的噪音和干扰。
而噪音的抑制方法则是为了尽量减少系统中的干扰信号,提高系统性能和可靠性。
通过合理设计和处理信号,优化电路和系统的结构,以及选择适当的抑制方法,能够有效地抑制噪音,提高系统的抗干扰能力,保证信号的质量和可靠性。
共模滤波器和差模滤波

共模滤波器和差模滤波共模滤波器和差模滤波器是电子领域中常见的滤波器类型,用于处理信号中的共模干扰和差模干扰。
本文将介绍共模滤波器和差模滤波器的原理、应用以及设计要点。
一、共模滤波器共模滤波器是一种用于抑制共模干扰的滤波器。
共模干扰是指在信号传输过程中,由于环境电磁干扰、地线回路不良等原因引入的干扰信号。
共模信号是指两个输入信号的幅值和相位完全相同的信号。
共模滤波器的主要作用是从输入信号中滤除共模干扰。
共模滤波器的设计要点包括:选择合适的滤波器类型、确定滤波器的截止频率、选择合适的滤波器阶数、优化滤波器的频率响应等。
常见的共模滤波器有低通滤波器、带通滤波器和陷波滤波器等。
二、差模滤波器差模滤波器是一种用于抑制差模干扰的滤波器。
差模干扰是指由于信号源、传输线、接地回路等因素引入的不同的干扰信号。
差模信号是指两个输入信号的幅值和相位不完全相同的信号。
差模滤波器的主要作用是从输入信号中滤除差模干扰。
差模滤波器的设计要点与共模滤波器类似,包括选择合适的滤波器类型、确定滤波器的截止频率、选择合适的滤波器阶数、优化滤波器的频率响应等。
常见的差模滤波器有高通滤波器、带阻滤波器和陷波滤波器等。
共模滤波器和差模滤波器在电子系统中广泛应用于抑制干扰信号,提高信号传输的质量和可靠性。
它们常见的应用场景包括:1. 通信系统:在通信系统中,共模滤波器和差模滤波器用于抑制传输线上的共模干扰和差模干扰,提高通信信号的传输质量。
2. 音频系统:在音频系统中,共模滤波器和差模滤波器用于消除音频信号中的共模干扰和差模干扰,提高音频信号的清晰度和保真度。
3. 传感器系统:在传感器系统中,共模滤波器和差模滤波器用于抑制传感器信号中的共模干扰和差模干扰,提高传感器系统的测量精度和稳定性。
4. 电力系统:在电力系统中,共模滤波器和差模滤波器用于抑制电力信号中的共模干扰和差模干扰,提高电力系统的工作效率和稳定性。
四、共模滤波器和差模滤波器的设计要点1. 选择合适的滤波器类型:根据应用场景和需求,选择合适的共模滤波器或差模滤波器类型,如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。
电路中的共模信号与差模信号

电路中的共模信号与差模信号在电路设计和信号传输中,共模信号(Common Mode Signal)和差模信号(Differential Mode Signal)是两个非常重要的概念。
它们在电路性能和信号质量上起着关键作用。
本文将从原理、应用以及解决方案等方面,探讨共模信号和差模信号的特点以及对电路性能的影响。
一、共模信号的特点和作用共模信号是指同时作用于电路两个输入端口的信号,它们具有相同的幅值和相位。
在某些情况下,由于外界信号或者电路内的某些因素,共模信号会被引入到差动信号中,从而导致信号的失真和干扰。
共模信号的存在会对电路的性能产生负面影响,如信号失真、干扰增加等。
为了解决共模信号对电路性能的影响,工程师们通常会采取一系列的抑制措施。
比如,在模拟电路设计中,可以采用差分放大器、共模抑制电路等,来抑制共模信号的干扰。
在数字电路设计中,可以采用屏蔽技术、滤波器等来降低共模信号的干扰。
二、差模信号的特点和应用差模信号是指作用于电路的两个输入端口的信号,它们具有相反的相位,在电路中相互抵消。
差模信号在许多应用中起着重要作用,特别是在数据传输和通信领域。
差分信号在许多数字通信中广泛应用,利用差分信号传输数据可以提高信号质量和稳定性。
相比于单端传输,差分信号可以减少共模噪声的干扰,并提高信号的抗干扰能力。
在信号的采集和放大过程中,差分输入的方式可以提高信号的准确性和抗干扰能力。
差分信号输入方式具有更高的共模抑制比、更低的噪声功率以及更好的线性特性。
三、解决方案和技术为了提高共模抑制能力和差分信号传输质量,工程师们提出了一系列的解决方案和技术。
在电路设计中,可以采用差分信号传输技术来提高信号品质。
差分信号传输可以通过差分放大器、差分线路、差分编解码器等实现。
这些技术可以将差分信号从共模信号中分离出来,提高信号传输质量。
在电路布局和连接中,可以采用屏蔽性的方法来降低共模干扰。
通过电路板的屏蔽和接地设计,可以减少共模噪声对电路的干扰。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
共模与差模信号及其抑制原理1、引言了解共模和差模信号之间的差别,对正确理解脉冲磁路和工作模块之间的关系是至关重要的。
变压器、共模扼流圈和自耦变压器的端接法,对在局域网(LAN)和通信接口电路中减小共模干扰起关键作用。
共模噪音在用无屏蔽对绞电缆线的通信系统中,是引起射频干扰的主要因素,所以了解共模噪音将有利于更好地了解我们关心的磁性界面的电磁兼容论点。
本文的主要目的是阐述差模和共模信号的关键特性和共模扼流圈、自耦变压器端接法主要用途,以及为什么共模信号在无屏蔽对绞电缆线上会引起噪音发射。
在介绍这些信号特点的同时,还介绍了抑制一般噪音常用的方法。
2、差模和共模信号我们研究简单的两线电缆,在它的终端接有负载阻抗。
每一线对地的电压用符号V1和V2来表示。
差模信号分量是VDIFF,共模信号分量是VCOM,电缆和地之间存在的寄生电容是Cp。
其电路如图1所示,其波形如图2所示。
2.1 差模信号纯差模信号是:V1 = -V2,(1)大小相等,相位差是180°,VDIFF = V1-V2 (2)因为V1和V2对地是对称的,所以地线上没有电流流过。
所有的差模电流(IDIFF)全流过负载。
在以电缆传输信号时,差模信号是作为携带信息“想要”的信号。
局域网(LAN)和通信中应用的无线收发机的结构中安装的都是差模器件。
两个电压(V1+V2)瞬时值之和总是等于零。
2.2 共模信号纯共模信号是:V1 = V2 = VCOM(3)大小相等,相位差为0°,V3=0 (4)共模信号的电路如图3所示,其波形如图4所示。
因为在负载两端没有电位差,所以没有电流流过负载。
所有的共模电流都通过电缆和地之间的寄生电容流向地线。
在以电缆传输信号时,因为共模信号不携带信息,所以它是“不想要”的信号。
两个电压瞬时值之和(V1+V2)不等于零。
相对于地而言,每一电缆上都有变化的电位差。
这变化的电位差就会从电缆上发射电磁波。
3、差模和共模信号及其在无屏蔽对绞线中的EMC在对绞电缆线中的每一根导线是以双螺旋形结构相互缠绕着。
流过每根导线的电流所产生的磁场受螺旋形的制约。
流过对绞线中每一根导线的电流方向,决定每对导线发射噪音的程度。
在每对导线上流过差模和共模电流所引起的发射程度是不同的,差模电流引起的噪音发射是较小的,所以噪音主要是由共模电流决定。
3.1 对绞线中的差模信号对纯差模信号而言,它在每一根导线上的电流是以相反方向在一对导线上传送。
如果这一对导线是均匀的缠绕,这些相反的电流就会产生大小相等,反向极化的磁场,使它的输出互相抵消。
在无屏蔽对绞线中,不含噪音的差模信号不产生射频干扰。
在无屏蔽对绞线系统中的差模信号如图5所示。
3.2 对绞线中的共模信号共模电流ICOM在两根导线上以相同方向流动,并经过寄生电容Cp到地返回。
在这种情况下,电流产生大小相等极性相同的磁场,它们的输出不能相互抵消。
在无屏蔽对绞线中,共模信号产生射频干扰。
如图6所示,共模电流在对绞线的表面产生一个电磁场,它的作用正如天线一样3.3 电缆线上产生的共模、差模噪音及其EMC电子设备中电缆线上的噪音有从电源电缆和信号电缆上产生的辐射噪音和传导噪音两大类。
这两大类中又分为共模噪音和差模噪音两种。
差模传导噪音是电子设备内部噪音电压产生的与信号电流或电源电流相同路径的噪音电流,如图7所示。
减小这种噪音的方法是在信号线和电源线上串联差模扼流圈、并联电容或用电容和电感组成低通滤波器,来减小高频的噪音,如图8所示。
差模辐射噪音是图7电缆中的信号电流环路所产生的辐射。
这种噪音产生的电场强度与电缆到观测点的距离成反比,与频率的平方成正比,与电流和电流环路的面积成正比。
因此,减小这种辐射的方法是在信号输入端加LC低通滤波器阻止噪音电流流进电缆;使用屏蔽电缆或扁平电缆,在相邻的导线中传输回流电流和信号电流,使环路面积减小。
共模传导噪音是在设备内噪音电压的驱动下,经过大地与设备之间的寄生电容,在大地与电缆之间流动的噪音电流产生的,如图9所示减小共模传导噪音的方法是在信号线或电源线中串联共模扼流圈、在地与导线之间并联电容器、组成LC滤波器进行滤波,滤去共模传导噪声。
其电路如图10所示。
共模扼流圈是将电源线的零线和火线(或回流线和信号线)同方向绕在铁氧体磁芯上构成的,它对线间流动的差模信号电流和电源电流阻抗很小,而对两根导线与地之间流过的共模电流阻抗则很大。
共模辐射噪音是由于电缆端口上有共模电压,在其驱动下,从大地到电缆之间有共模电流流动而产生的。
辐射的电场强度与电缆到观测点的距离成反比,(当电缆长度比电流的波长短时)与频率和电缆的长度成正比。
减小这种辐射的方法有:通过在线路板上使用地线面来降低地线阻抗,在电缆的端口处使用LC低通滤波器或共模扼流圈。
另外,尽量缩短电缆的长度和使用屏蔽电缆也能减小辐射。
在有些电路中也可接入图11所示的抗干扰变压器来防止差模和共模噪音。
4、变压器与噪音传导理想变压器理论上是完美的电路元件,它能用完美的磁耦合在初级和次级绕组之间传送电能。
理想变压器只能传送交变的差模电流,它不能传送共模电流,因为共模电流在变压器绕组两端的电位差为零,不能在变压器绕组上产生磁场。
实际变压器初级和次级绕组之间有一个很小但不等于零的耦合电容CWW,见图12。
这个电容是绕组之间存在非电介质和物理间隙所产生的。
增加绕组之间的空隙和用低介电常数的材料填满绕组之间的空间就能减小绕组之间电容的数值。
电容Cww为共模电流提供一条穿过变压器的通道,其阻抗是由电容量的大小和信号频率来决定的。
5、共模扼流圈对于理想的单磁芯、双绕组的共模扼流圈,将不考虑在实际扼流圈中或多或少存在的杂散阻抗(Cww,DCR,Cp等)的影响。
这样的假设是合理的,因为一个好的扼流圈设计,它的杂散阻抗和电路的源阻抗、负载阻抗相比是可以忽略的。
5.1 理想共模扼流圈对差模信号的效应差模电流以相反的方向流过共模扼流圈的绕阻,建立大小相等,极性相反的磁场,它能使输出相互抵消,见图13。
这就使共模扼流圈对差模信号的阻抗为零。
差模信号能不受阻地通过共模扼流圈。
5.2 理想共模扼流圈对共模信号的效应共模电流以相同的方向流过共模扼流圈绕组的每一边,见图14,它建立大小相等,相位相同的相加磁场。
这一结果就使共模扼流圈对共模信号呈现高阻抗,使通过共模扼流圈的共模电流大大地减弱。
实际减弱量(或共模抑制量)取决于共模扼流圈阻抗和负载阻抗大小之比。
引用| 回复| 2009-05-05 20:30:36 2楼小麻籽6、有中心抽头的自耦变压器自耦变压器是以定向电流传递方式实现能量传输的。
对于理想的自耦变压器,不考虑实际或多或少存在的杂散阻抗(Cww,DCR,Cp等)的影响。
这样的假设是合理的,因为一个好的自耦变压器设计,它的杂散阻抗和电路的源阻抗、负载阻抗相比是可以忽略的。
6.1 理想自耦变压器对差模信号的效应从差模信号看,有中心抽头的自耦变压器是两个在相位上相同的对分绕组,见图15。
这就意味差模电流在其中所形成的磁场,会使其对差模电流呈现高阻抗。
相当于对差模信号并联了一个高阻值的阻抗,它对差模信号的大小没有影响。
6.2 理想自耦变压器对共模信号的效应从共模信号看,有中心抽头的自耦变压器是两个在相位上相反的对分绕组,见图16。
这就意味共模电流在其中会形成大小相等相位相反的磁场,这一磁场会使共模电流的输出互相抵消。
对共模信号呈现零阻抗效应,使共模信号直接短路到地。
引用| 回复| 2009-05-05 20:32:07 3楼小麻籽7、减小电磁干扰的一些常用方法通常都是在电路设计、印制板布线上想办法来减小电磁干扰,或在机箱上增加屏蔽、采用有中心线的共模扼流圈等方法来减小电磁干扰。
7.1 屏蔽用金属材料将机箱内部产生的噪音封闭起来的方法称为屏蔽。
屏蔽对防止外部噪音进入机箱也是同样有效的。
电场屏蔽和磁场屏蔽的方法是不同的。
电场屏蔽是用导体将噪音源包围起来,然后接地,就能达到屏蔽的目的。
由于导体表面的反射损耗很大,因此很薄的材料(铝箔、铜箔)也有很好的屏蔽效果。
另外,机箱上即使有缝隙,也不会产生太大的影响。
磁场屏蔽主要用来屏蔽低频磁场的干扰,这种干扰是由交流电流或直流电流产生的。
例如,感应炼钢炉中有数万安培的电流通过,在炉周围产生很强的磁场,这个强磁场会使控制系统中的磁敏器件失灵。
最常见的磁敏器件是彩色CRT显示器,在磁场的作用下,显示器屏幕上的图象颜色会失真,图象会产生抖动,导致显示质量严重降低,甚至无法使用。
低频磁场往往随距离的增加而衰减很快,因此在很多场合,将磁敏器件远离磁场源是减小磁场干扰的十分有效的措施。
但当空间的限制而无法采取这个方法时,屏蔽也是一个十分有效的措施。
要注意的是,低频磁场屏蔽与射频磁场屏蔽是完全不同的。
射频磁场的屏蔽使用导电率高的材料如铍铜复合材料、银、锡或铝等材料,把它完全封闭起来,就可以了。
但这些材料对低频磁场没有任何屏蔽作用。
只有高导磁率的铁磁合金才能屏蔽直流磁场或低频磁场。
根据电磁屏蔽的基本原理,低频磁场由于其频率低,吸收损耗很小,趋肤效应很小,并且由于其波阻抗很低,反射损耗也很小,因此单纯靠反射和吸收很难获得需要的屏蔽效果。
对这种低频磁场,要通过使用高导磁率材料为磁场提供一条磁阻很低的旁路来实现屏蔽,这样空间的磁场便会集中在屏蔽材料中,从而使磁敏器件免受磁场干扰。
高导磁率材料在机械的冲击下会极大地损失磁性,导致屏蔽效能下降。
因此,屏蔽体在经过机械加工(如折弯、焊接、敲击、钻孔等)后,必须经过热处理以恢复磁性。
热处理要在特定条件下进行,一般要在干燥氢气炉中以一定的速率加热到1177℃,保持4个小时,然后以一定的速率降低到室温。
在对拼连接处进行焊接时,要使用屏蔽材料母料做焊接填充料,这样可以保证焊缝处的高导磁。
如果屏蔽效能要求较低,也可以采用铆接或点焊的方式固定,但要注意拼接处的屏蔽材料要有一定的重叠,以保证磁路上较小的磁阻。
当需要屏蔽的磁场很强时,仅用单层屏蔽材料,达不到屏蔽要求。
这时,一种方法是增加材料的厚度。
但更有效的方法是使用组合屏蔽,将一个屏蔽体放在另一个屏蔽体内,它们之间留有气隙。
气隙内可以填充任何非导磁材料(如铝)做支撑。
组合屏蔽的屏蔽效果比单个屏蔽体高得多,因此组合屏蔽能够将磁场衰减到很低的程度。
7.2 电路设计由于时钟频率越高,高频能量的发射越强,因此在数字电路中不要使用过高的时钟频率。
印制板上的总线、较大的环路面积和较长的导线都是强辐射源,因此,除非必要,要尽量避免这些情况的出现。
使用大规模集成电路能够大幅度减少印制板上的走线,从而减小辐射。
在选用集成电路时,也有些问题需要注意。
例如,高速肖特基电路由于脉冲上升时间很短,因此会在很高的频率范围内产生发射。
在功能允许的条件下,尽量使用标准型电路。