EMC理论基础知识——电磁骚扰的耦合机理

　　3、传导干扰

　　a、共阻抗耦合

　　由两个回路经公共阻抗耦合而产生，干扰量是电流 i，或变化的电流 di/dt。

　　当两个电路的地电流流过一个公共阻抗时，就发生了公共阻抗耦合。我们在放大器中，级与级之间的一种耦合方式是“阻容”耦合方式，这就是一种利用公共阻抗进行信号耦合的应用。在这里，上一级的输出与下一级的输入共用一个阻抗。

　　由于地线就是信号的回流线，因此当两个电路共用一段地线时，彼此也会相互影响。一个电路的地电位会受到另一个电路工作状态的影响，即一个电路的地电位受另一个电路的地电流的调制，另一个电路的信号就耦合进了前一个电路。

　　对于两个共用电源的电路也存在这个问题。解决的办法是对每个电路分别供电，或加解耦电路。

　　b、容性耦合

　　在干扰源与干扰对称之间存在着分布电容而产生，干扰量是变化的电场，即变化的电压 du/dt。

　　c、感性耦合

　　在干扰源与干扰对称之间存在着互感而产生，干扰量是变化的磁场，即变化的电流 di/dt。

　　当信号沿传输线传播时，信号路径与返回路径之问将产生电场，围绕在信号路径和返回路径周围也有磁场。如图所示，基板材料为FR4的50Ω微带线横截面上的电力线和磁力线，可见，这些场并不仅仅局限于微带线的正下方，而是会延伸到周围的空间。这些延伸出去的场称为边缘场。

　　根据电磁场基本理论，变化的电场产生感应电流，变化的磁场产生感应电压。那么，当一个网络（静态网络）的布线进入另一网络（动态网络）的边缘场时，一旦动态网络上的信号电压和电流发生变化，将会引起边缘场的变化，边缘场的变化又将在静态网络上感应出噪声电压或电流，这就是串扰产生的物理根源。

　　这种两个网络之间通过场相互作用被称做耦合，耦合又可以分为容性耦合和感性耦合，而把耦合电容和耦合电感分别称做互容和互感。

　　互容和互感都对串扰有贡献，但要区别对待。当返回路径是很宽的均匀平面时，如PCB上的布线，容性耦合和感性耦合大体相当。因此，要精确预测耦合传输线的串扰，两种因素都必须考虑。如果返回路径不是很宽的均匀平面，比如引线，虽然容性耦合和感性耦合也都存在，但串扰主要来自于互感。这时，如果动态网络上有一个快速变化的电流，如上升、下降沿，将会在静态网络上引起不可忽视的噪声。

　　d. 共阻抗耦合干扰抑制方法

　　1）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，以避免形成电路性耦合。

　　2）限制耦合阻抗，使耦合阻抗愈低愈好，当耦合阻抗趋于零时，称为电路去耦。为使耦合阻抗小，必须使导线电阻和导线电感都尽可能小。

　　3）电路去耦：即各个不同的电流回路之间仅在唯一的一点作电的连接，在这一点就不可能流过电路性干扰电流，于是达到电流回路间电路去耦的目的。

　　4）隔离：电平相差悬殊的相关系统（比如信号传输设备和大功率电气设备之间），常采用隔离技术。

　　e. 容性耦合干扰抑制方法

　　为了抑制电容性干扰可以采取以下措施：

　　1）干扰源系统的电气参数应使电压变化幅度和变化率尽可能地小；

　　2）被干扰系统应尽可能设计成低阻；

　　3）两个系统的耦合部分的布置应使耦合电容尽量小。例如电线、电缆系统，则应使其间距尽量大，导线短，避免平行走线；

　　4）可对干扰源的干扰对象进行电气屏蔽，屏蔽的目的在于切断干扰源的导体

　　表面和干扰对象的导体表面之间的电力线通路，使耦合电容变得最小；

　　f. 感性耦合干扰抑制方法

　　1） 干扰源系统的电气参数应使电流变化的幅度和速率尽量小；被干扰系统应该具有高阻抗；

　　2）减少两个系统的互感，为此让导线尽量短，间距尽量大，避免平行走线，采用双线结构时应缩小电流回路所围成的面积；

　　3）对于干扰源或干扰对象设置磁屏蔽，以抑制干扰磁场。

4）采用平衡措施，使干扰磁场以及耦合