第六部分 电缆的EMC设计 场在导线中感应的噪声 电缆之间的串扰中国电子科技学术网 www.EMCage.com 处于电磁场中的电缆Sh中国电子科技学术网 www.EMCage.com 电磁场在电缆上的感应电压10kHz 100kHz 1MHz 10MHz 100MHz 1GHz 10GHz 0-10-20-30-40-50123AB CD Eh = 0.5mS: A = 100mB = 30mC = 10mD = 3mE = 1m与 S、h 无关dBV1V/m场强产生的电压中国电子科技学术网 www.EMCage.com 平衡电路的抗干扰特性电磁场V1V2I1I2VD平衡性好坏用共模抑制比表示： CMRR = 20lg ( VC / VD )VC 高频时，由于寄生参数的影响，平衡性会降低 中国电子科技学术网 www.EMCage.com 提高共模干扰抑制的方法平衡电路屏蔽电缆共模扼流圈平衡电路CMRRCMRRff中国电子科技学术网 www.EMCage.com 非平衡转换为平衡中国电子科技学术网 www.EMCage.com 屏蔽电场0V电缆长度 /20，多点接地 中国电子科技学术网 www.EMCage.com 磁场对电缆的干扰VNVN ( d / dt ) = A ( dB / dt )磁通回路面积A感应电压当面积一定时中国电子科技学术网 www.EMCage.com 减小感应回路的面积理想同轴线的信号电流与回流等效为在几何上重合，因此电缆上的回路面积为0，整个回路面积仅有两端的部分中国电子科技学术网 www.EMCage.com 屏蔽电缆减小磁场影响VSVSVS只有两端接地的屏蔽层才能 屏蔽磁场中国电子科技学术网 www.EMCage.com 抑制磁场干扰的试验数据1001M1M1M100100每米18节(A)(B)(D)(E)(C)0271313281M1M100100中国电子科技学术网 www.EMCage.com 抑制磁场干扰的实验数据 1001M1M1M100100每米18节(F)(G)(I)(J)(H)80557063771M1M100100中国电子科技学术网 www.EMCage.com 导线之间两种串扰机理MCICICILILR0RLR2GR2L中国电子科技学术网 www.EMCage.com 耦合方式的粗略判断ZSZL 10002： 电场耦合为主3002 1 / j ( C12 + C2G )VN = V1 C12 / ( C12 + C2G ) 中国电子科技学术网 www.EMCage.com 电容耦合与频率的关系耦合电压VN = j RC12V1C12V1(C12 + C2G)VN =1 / R (C12 + C2G)频率 中国电子科技学术网 www.EMCage.com 屏蔽对电容耦合的影响全屏蔽屏蔽层不接地：VN = VS =V1 C1S / ( C1S + CSG ) ，与无屏蔽相同屏蔽层接地时：VN = VS = 0， 具有理想的屏蔽效果C1sC1GCsGC1GCSGC1sVsV1V1VsC2S中国电子科技学术网 www.EMCage.com 部分屏蔽对电容耦合的效果R 很大时：VN = V1 C12 / ( C12 + C2G + C2S ) C1sC1GCsGCSGC1sVNV1V1VNC2SC12C12C2GR 很小时：VN = jRC12 中国电子科技学术网 www.EMCage.com 互电感定义与计算定义： 自感L 1 / I1 ， 互感 M 12 / I1 1 是电流I1在回路1中产生的磁通， 12 是电流I1在回路2中产生的磁通回路1回路2 abaM = （ / 2 ）lnb2/（b2- a2） 中国电子科技学术网 www.EMCage.com 电感耦合MR2 RR1RR2VN d12 / dt = d(MI1)/dt = M dI1 / dtR1I1VNI1VN V1V1中国电子科技学术网 www.EMCage.com 电感耦合与电容耦合的判别IN = j C12V1R2R1VVVN = j M12 I1 R2R1电容耦合电感耦合中国电子科技学术网 www.EMCage.com 非磁性屏蔽对电感耦合的影响I1M1SM12关键看互感是否由于屏蔽措施而发生了改变中国电子科技学术网 www.EMCage.com 双端接地屏蔽层的分析M1S M12MS2+ - - +V12VS2导体1导体2屏蔽体V12 = j M12 I1 VS2 = j MS2 IS VN = V12 + VS2 I1IS求解这项中国电子科技学术网 www.EMCage.com VS2项求解+ +LS = / IS MS2 = / IS因此：LS = MS2 导体2屏蔽层VS2 = j MS2 I S= j MS2 ( V S / ZS)= j LS V S / ( jLS+RS )= VS j / ( j+RS/LS)中国电子科技学术网 www.EMCage.com 屏蔽后的耦合电压VN = V12 + VS2V12 = j M12I1 VS = j M1SI1因为：M12 = M1S所以：VS = j M12I1所以：VS2 = j M12I1 j / ( j+RS / LS)VN = V12 - V12 j / ( j+RS / LS)= V12 (RS / LS) / ( j+RS / LS)V12 中国电子科技学术网 www.EMCage.com 屏蔽层的磁场耦合屏蔽效果VN M12 I1（Rs / Ls )VN j M12 I1VNRs / Ls 无屏蔽电缆屏蔽效能屏蔽电缆 lg中国电子科技学术网 www.EMCage.com 长线上的耦合电压/10 /4 /2 3/4 lg f短线近似线低频区域驻波区域耦合电压中国电子科技学术网 www.EMCage.com