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共模干扰

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  1 概述
  ? 共模电流
  2 如何识别共模干扰
  3 消除共模干扰的方法包括:
  概述
  由陈伟华主编的《电磁兼容实用手册》中对“共模”干扰的定义是指电源线对大地,或中线对大地之间的电位差。对于三相电路来说,共模干扰存在于任何一相与大地之间。共模干扰有时也称为纵模干扰,不对称干扰或接地干扰,这是载流导体与大地之间的电位差。它与差模的区别是差模干扰存在于电源相线与中线之间。
  共模干扰往往是指同时加载在各个输入信号接口段的共有的信号干扰。共模干扰是在信号线与地之间传输,属于非对称性干扰。
  共模干扰好比两个人同时向前或者向后推你,于此相对的差模干扰则是一前一后在拉你。
  共模电流
  一般情况下,电缆上产生共模电流的原因有三个方面: 一个是外界电磁场在电缆中所有导线上感应出来的电压(这个电压相对于大地是等幅同相的),这个电压产生电流;另一个原因是电缆两端的设备所接的地电位不同,在这个地电位的驱动下产生电流; 第三个原因是设备上的电缆与大地之间的电位差,这样电缆上会有共模电流。如果设备在其电缆上产生共模电流,电缆会产生强烈的电磁辐射,对电子、电气产品元器件产生电磁干扰,影响产品的性能指标。另外,当电路不平衡时,共模电流会转变为差模电流,差模电流对电路直接产生干扰影响。对于电子、电气产品电路中的信号线及其回路而言:差模电流流过电路中的导线环路时,将引起差模辐射,这种环路相当于小环天线,能向空间辐射磁场,或接收磁场。因此,必须限制环路的大小和面积。[1]
  如何识别共模干扰
  1)从干扰源判断:雷电、附近发生的电弧、附近的电台或其它大功率辐射装置在电缆上产生的干扰是共模干扰。
  2)从频率上判断:共模干扰主要集中在1MHz以上。
  这是由于共模干扰是通过空间感应到电缆上的,这种感应只有在较高频率时才容易发生。但有一种例外,当电缆从很强的磁场辐射源(例如,开关电源)旁边通过时,也会感应上频率较低的共模干扰。
  3)用仪器测量:只要有一台频谱分析仪和一只电流卡钳就可以进行测量、判断了,判断的步骤如下:
  将卡钳卡在信号线或地线(火线或零线)上,记录下某个感兴趣频率(f1)的干扰强度;
  /将卡钳同时卡住信号线和地线, 若能观察到(f1)处的干扰,则(f1)干扰中包含共模干扰成份,要判断是否仅含共模成份,进行步骤三的判别;
  将卡钳分别卡住信号线和地线,若两根线上测得的(f1)干扰的幅度相同,则(f1)干扰中仅含共模成份;若不相同,则(f1)干扰中还包含差模成份。[2]
  消除共模干扰的方法包括:
  (1)采用屏蔽双绞线并有效接地
  (2)强电场的地方还要考虑采用镀锌管屏蔽
  (3)布线时远离高压线,更不能将高压电源线和信号线捆在一起走线
  (4)不要和电控锁等易产生干扰的设备共用同一个电源
  (5)采用线性稳压电源或高品质的开关电源(纹波干扰小于50mV)
  (6)使用差分式电路


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