為了提高可閱讀性,從這篇開始,我們還是以文章的形式給大家呈現(xiàn),文末再附上今天的思維導(dǎo)圖。已經(jīng)有粉絲在問關(guān)于EMC這個系列整體的思維導(dǎo)圖了,各位老鐵先不要著急,目前導(dǎo)圖還在不斷的優(yōu)化中。等整個系列更新完成后,我會提供一個最終的整體版本,供大家收藏閱讀。另外,也歡迎同行大佬多多留言指教。一起學(xué)習(xí),共同進步!
以下為正文:
干擾的模式
EMC 干擾的模式主要為共模干擾和差模干擾;
共模干擾
概念
共模干擾是指沿著信號路徑的的兩個導(dǎo)體上的噪聲之間的電壓或電流共同變化的部分;
圖示
一個形象的舉例:兩個小船底部距離河床的高度變化。
在一個風(fēng)和日麗的早晨,平靜的河面上有兩個小船。這個時候,兩只小船相對于河床的距離是一定的。突然,上方的一個大壩開閘放水。洶涌的洪水奔涌而來。一個巨浪過來把兩個小船同時卷高起來。兩個小船同時被抬高了,那么小船被抬高的距離就類似于差模干擾。參考點是河床;
產(chǎn)生原因
1、電路布線兩端的器件所接的參考地電位不同,在參考地電位差驅(qū)動下產(chǎn)生的電流;
2、電路參考地電位與大地之間電位差,在兩者的電位差驅(qū)動下產(chǎn)生的電流;
3、 外界電磁場在所有電路信號布線上感應(yīng)出來的電壓。(這個電壓相對與大地是同相的),由這電壓產(chǎn)生的電流;
4、電網(wǎng)串入共模干擾電壓;
5、不同設(shè)備、不同電路之間接地電位差,以及與大地之間的電位差;
6、 由于分布電容、寄生電感、走線阻抗的不連續(xù)則會導(dǎo)致差模信號轉(zhuǎn)換成共模信號;
7、電路參考平面不連續(xù)、回流路徑的改變導(dǎo)致差模信號轉(zhuǎn)換成共模干擾;
8 、電纜布線經(jīng)過開關(guān)電源磁性元件附近,電纜就極容易感應(yīng)共模干擾;
參考以上所列情形,對照產(chǎn)品的實際電磁環(huán)境,幫助尋找干擾產(chǎn)生原因。
差模干擾
概念差模干擾是指沿著信號路徑的兩個導(dǎo)體(通常是兩個相對的導(dǎo)線或者導(dǎo)體)上的噪聲之間的電流或電壓差異;
圖示
一個形象的舉例 河面上兩個小船之間的高度差變化。
還是那倆小船,當(dāng)被洶涌的洪水卷起的時候,由于兩個船的載重不同,噸位不同。導(dǎo)致那個較輕的船被舉的老高,那個較重的船只是輕微的晃蕩了幾下。兩個船之間的相對高度變化就類似于差模干擾。本來共模干擾過來,如果沒有小船輕重的不同,隨著“浪頭”人畜無害的通過,這事就過去了。誰曾想兩個船噸位相差甚多。一個幾乎紋絲不動,一個險些送到天上去。這種變化,如果是電路回路的話,想想后果,后果那就可想而知了。
產(chǎn)生原因
1、信號線分布電容的靜電耦合:當(dāng)兩個信號線之間存在電容時,一個信號線的變化可能會通過電容影響到另一個信號線,從而產(chǎn)生差模干擾;
2、信號線傳輸距離較長引起的互感:當(dāng)信號線傳輸距離較長時,可能會因為電流的變化在空間中產(chǎn)生磁場,這個磁場可能會感應(yīng)到另一根信號線,從而產(chǎn)生差模干擾;
3、空間電磁的電磁感應(yīng):外部環(huán)境中的電磁場也可能會通過電磁感應(yīng)的方式影響到信號線,產(chǎn)生差模干擾;
4、工頻干擾:電源線上存在的不穩(wěn)定電壓或電流也可能通過共模電壓噪聲傳播到電路中,引起差模干擾;參考以上所列情形,對照產(chǎn)品的實際電磁環(huán)境,幫助尋找干擾產(chǎn)生原因。
共模干擾和差模干擾的聯(lián)系
1、實際電路中差模干擾與共模干擾無法完全區(qū)分開,差模干擾與共模干擾會彼此轉(zhuǎn)換。差模干擾的電流大小相等,方向(相位)相反。由于分布電容、寄生電感、走線阻抗的不連續(xù),以及信號回流路徑流過非設(shè)計路徑等,差模電流會轉(zhuǎn)換為共模電流。同樣的原因,共模干擾也會轉(zhuǎn)換為差模干擾;
2、實際對電路或者設(shè)備造成實質(zhì)性干擾的是差模干擾;因為電路中有用的信號也是差模的形式。因為干擾的注入,導(dǎo)致模擬量的變化,導(dǎo)致數(shù)字信號電平的改變等;
在EMC測試中,共模干擾和差模干擾的區(qū)分
差模
線和線之間的干擾,屬于差模干擾,結(jié)合前面小船的例子理解
EMI測試中,在低頻時的超標屬于差模干擾
EMS測試中,浪涌(線-線)屬于差模干擾
抑制差模干擾的器件有:MOV,X電容,LDM
共模
線和地之間的干擾,屬于共模干擾,結(jié)合前面小船的例子理解
EMI測試中,在高頻時的超標屬于共模干擾
EMS測試中,ESD,浪涌(線-地),RS,CS 屬于共模干擾
抑制共模干擾的器件有:GDT,TVS,MOV,LCM,Y電容
區(qū)分開來的原因便于電磁兼容問題的分析、調(diào)試、對策。
以上是今天分享的內(nèi)容;