电缆上的干扰及其对策

共模电流是如何产生的往往是许多人困惑的问题。要理解这个问题，首先明确共模电压是导致共模电 流的根本原因，共模电压就是电缆与大地（或邻近的其它大型导体）之间的电压。从共模电压出发，寻找 导致共模电流的原因就容易了，而导致一个问题的原因一旦清楚，解决这个问题就不是很困难了。电缆上 的共模电流产生的原因有以下几点：差模电流泄漏导致的共模电流.即使电缆中包含了信号回线，也不能保 证信号电流 100%从回线返回信号源，特别是在频率较高的场合，空间各种杂散参数为信号电流提供了第三 条，甚至更多的返回路径。这种共模电流虽然所占的比例很小，但是由于辐射环路面积大，辐射是是不能 忽视的。
共模辐射改善 ＝ 20lg（E1 / E2）= 20lg（ICM1 / ICM2）
＝20lg（ZCM2 / ZCM1）
＝20lg （ 1 + Z/ZCM1）
式中：
E1＝加铁氧体前的辐射强度，
E2＝加铁氧体后的辐射强度，
ICM1＝加铁氧体前的共模电流，
ICM2＝加铁氧体后的共模电流，
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实用而有效的方法是在电缆上串联共模扼流圈，共模扼流圈能够对共模电流形成较大的阻抗，而对差 模信号没有影响，因此使用上很简单，并且共模扼流圈不需要接地，可以直接加到电缆上。将整束电缆穿 过一个铁氧体磁环就构成了一个共模扼流圈，根据需要，也可以将电缆在磁环上绕几匝。为了工程方便， 很多厂家提供分体式的磁环，这种磁环可以很容易地卡在电缆上。 电缆上套了铁氧体磁环后，辐射强度的 改善量取决于原来共模电流回路的阻抗，从共模辐射的公式容易推导出下面的结论 （推导中，应用共模电 压不变的条件）：
因此地线上的局部电位几乎相等。如果机箱是金属机箱，将这块干净地与金属机箱连接起来。机箱内电磁 波空间感应导致的共模电流。
机箱内总是充满了电磁波的，这些电磁波会在电缆上感应出共模电压，另外，电缆端口的附近也会有 一些产生高频电磁场的电路，这些电路与电缆之间存在着电容性耦合和电感性耦合，在电缆上形成共模电 压。电磁感应产生的共模电压。需要注意的是，机箱内的电磁波大多由电路的差模辐射所至，在线路板设 计一章，我们讨论了脉冲信号差模辐射的频谱，可知其频率范围是很宽的。这导致了共模电压的频率往往 远高于我们所预期的值。
一般信号线与回线靠得越近，则差模电流回路的阻抗越小。一个典型的例子就是同轴电缆，由于同轴 电缆的回流电流均匀分布在外皮上，其等效电流与轴心重合，因此回路面积为零，差模阻抗接近为零，几 乎 100%的信号电流从同轴电缆的外皮返回信号源，共模电流几乎为零，所以共模辐射很小。另一方面，由 于差模电流回路的面积几乎为零，差模辐射也很小，所以同轴电缆的辐射是很小的。对于高频信号，用同 轴电缆传述可以避免辐射。实际上，这与我们传统上用同轴电缆传输高频信号，以减小信号的损耗的目的 具有相同的本质。因为信号的损耗小了，自然说明泄漏的成份少了，而这部分泄漏就是电缆的辐射。
不要试图通过将电路与大地"断开"（将线路板与机箱之间的地线断开，或将机箱与大地之间的地线断 开）来减小共模电流，从而减小共模辐射。将电路与大地断开仅能够在低频减小共模电流，高频时寄生电 容形成的通路已经阻抗很小。共模电流主要由杂散电容产生。当然，如果共模辐射的问题主要发生在低频， 将线路板或机箱与大地断开会有一定效果。从共模电流产生的机理可知，减小这种共模电流的有效方法是 减小差模回路的阻抗，从而促使大部分信号电流从信号地线返回。
线路板的地线噪声导致的共模电流。信号地线就是信号的回流线，因此，地线上的两点之间必然存在 电压，对于高频电路而言，这些就是高频噪声电压，它作为共模电压驱动电缆上的共模电流，导致共模辐 射。线路板设计一章中提供的各种减小地线阻抗的设计方法，可以用来减小地线上的噪声，从而减小共模 电压。一种推荐的方法是在电缆端口设置"干净地"。所谓干净地就是这块地线上没有可以产生噪声的电路，
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