电磁干扰及常用的抑制技术

从而提高磁屏蔽能力。

2.1接地技术

接地的目的有两个，一是为保护人身和设备安全，避免雷击、漏电、静电等危害。此类地线称为保护地线，应与真正大地连接。另一个是为了保证设备的正常工作，如直流电源常需要有一极接地，作为参考零电位。传输信号传输也常需要有一根线接地，作为基准电位，传输信号的大小与该基准电位相比较。另外，对设备进行屏蔽时在很多情况下只有与接地相结合，才能具有应有的效果。接地系统又分为保护地线、工作地线、地环路和屏蔽接地四种。

1、保护地线

为确保操作人员的人身安全和设备运行安全，电气设备的机壳、底盘都应该接地。常用的电源插座或配电板上都有保护地线。图1-3为交流单相220V供电线路中的三根线：火线、中线、地线。正常工作时电流从火线流经负载，由中线返回，保护地线上无电流流过。若线路发生绝缘击穿或出现故障时，使火线与机壳相连，则保护地线上流过很大故障电流，使火线上的保险丝熔断，从而切断电源。因为机壳是通过保护地线与大地相连的，机壳始终保持大地电位，所以即使人接触机壳也不会发生危险的。按照直接接触安全操作电压的规定，普通环境电压应为48V以下，潮湿环境和手持设备应在24V以下，超过上述值即应妥善接地。

2、工作地线

工作地线是给电源和传输信号提供一个等电位，但在实际电路中工作地线常常兼作电源和信号线的回流线。工作地线总具有一定的电阻和分布电感，一般电阻很小可忽略，但高频时电感的感抗不能忽略。当回流流过工作地线时就会在地线的阻抗上产生压降，因此各点的电位不同，任意两点存在着一定的电位差，就可、能产生共阻抗干扰。为了消除或抑制这种干扰，地线设计的一般原则为：①尽可能使接地电路各自形成回路，减小电路与地线问的耦合。②恰当布置地线，使地电流局限在尽可能小的范围内。③根据地线电流的大小，选择相应形状的地线和接地方式。常用的有单点接地和多点接地方式。

图1-4单点串联接地方式

(a)单点串联接地(b)单点串联等效电路

(1)单点接地。单点接地包括单点串联接地和单点并联接地。图1-4所示为单点串联接地方式，电路1、2、3的接地点由工作地线串联起来，然后接地。

单点并联接地方式是将电路1、2、3各自独立地在同一点接地，如图1-5所示，电流I2、，I3就不可能流经I1，，因此就不会产生共阻抗干扰。

图1-5单点并联接地方式

(a)单点并联接地(b)单点并联等效电路

(2)多点接地。

图1-6多点接地方式

为了改善地线的高频特性，把需要接地的电路就近接到一金属面上，如图1-6所示。各电路接地点到金属面的引线要尽可能缩短。金属面导电好、面积大，因而本身阻抗很小，不易产生共阻抗干扰。在设备中常用机壳作地线。高频电路(f>100MHz)一般多采用该接地方式。但在印制板上，作为地线的金属面一般都比较大，这种情况无论高频电路还是低频电路都可多点就近接地。

3、地环路

地环路是由于电路多点接地并且电路问有信号联系时形成的干扰，而不是指由于地线本身构成的环路，如图1-7所示。在外界电磁场的影响下由于产生感应电动势而产生电流，使得在地线阻抗上有电压降，而导致产生共阻抗干扰。电路1在A点接地，电路2在B点接地，有一根信号线连接两电路，由于信号线和地之间构成了地环路ABCD，如果A点和B点的电位不同，就存在一定的电位差UAB，或者由于外界电磁场比较强，在地环路ABCD中产生感应电动势UAB，UAB叠加在有用信号Es上一起加到负载Z1上，从而产生干扰，这种干扰是差模干扰。

1-7地环路的构成 1-8多层隔离变压器

用阻隔地环流措施减小干扰，常用的方法有变压器隔离、扼流圈隔离、光电耦合隔离和继电器隔离等。

(1)变压器隔离。

隔离变压器是最常见的隔离器件之一，用来阻断干扰信号的传导通路，并抑制干扰信号的强度。图1-8所示为一种多层隔离变压器。在变压器的一次侧和二次侧线圈处设有静电隔离层S1和S2，还有三层屏蔽密封体。S1和S2的作用是防止通过一次侧和二次侧绕组的耦合相互干扰。变压器的三层屏蔽层，其内外两层用铁起磁屏蔽的作用，中间用铜与铁心相连并直接接地，起静电屏蔽作用。这三层屏蔽层是为了防止外界电磁场通过变压器对电路形成干扰。这种隔离变压器具有很强的抗干扰能力。

(2)扼流圈隔离。

当传输的信号中有直流分量或很低频率成分时，就不能用隔离变压器，而需要采用扼流圈来阻隔地环路，如图1-9所示。扼流圈的两个绕组的绕向和匝数都相同，信号电流在两个绕组中流过时产生的磁场恰好抵消，所以扼流圈并未起到扼流作用，可较顺利地传输信号电流。地线中的干扰电流流经两个绕组