电磁兼容培训胶片第六部分电缆的EMC设计.ppt

【电磁兼容(EMC)培训】第六部分主要探讨了电缆在电磁环境下的设计考虑，以减少噪声和串扰，确保设备的正常运行。电缆作为信号传输的重要组成部分，其设计直接影响到系统的EMC性能。 当电缆处于电磁场中时，会感应到噪声。这个噪声电压与电磁场的强度和频率有关。随着频率的升高，电缆感应的电压也会增加。例如，从10kHz到10GHz，即使电缆长度和场强不变，感应电压也会显著增大。因此，对于高频系统，必须特别关注电缆的设计。 平衡电路是抑制共模干扰的有效手段。共模抑制比（CMRR）用来衡量电路的平衡性，即它抑制共模信号的能力。然而，在高频下，由于寄生参数的影响，平衡性可能会降低。为了提高CMRR，可以采用平衡电路、屏蔽电缆和共模扼流圈。平衡电路通过使两根导线的信号相等但相位相反，来减少共模噪声。 对于电缆的屏蔽，如果电缆长度小于λ/20（λ为波长），通常推荐单点接地；而当长度超过λ/20时，应采用多点接地，以减少因电磁场引起的电压波动。屏蔽层只有在两端接地时才能有效地屏蔽磁场干扰。实验数据显示，不同接地方式对磁场干扰的抑制效果有所不同。 磁场对电缆的干扰可以通过减小感应回路的面积来降低。理想同轴电缆的信号电流和回流在几何上重合，这样可以将感应面积减至最小。此外，使用屏蔽电缆可以有效地减少磁场的影响。 电缆间的串扰有两种主要机制：磁耦合（MC）和电容耦合（IC）。磁耦合主要发生在阻抗Zs与ZL之比小于300时，而电容耦合在Zs与ZL之比大于1000时占主导。介于两者之间的范围则取决于频率和几何结构。电容耦合的模型显示，耦合电压与频率和电路元件的电容值有关。全屏蔽可以显著减少电容耦合，而部分屏蔽的效果则取决于电阻的大小。 互电感（M）是描述两个电流回路之间相互影响的物理量，其计算涉及到磁通和电流的关系。理解互电感对于分析和设计防止磁场耦合的措施至关重要。 总结来说，电缆的EMC设计涉及到选择适当的电缆类型、长度控制、屏蔽策略以及平衡电路的运用。通过深入理解和应用这些概念，可以有效地减少噪声和串扰，确保系统的电磁兼容性和稳定性。