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必威官网频谱分析仪的使用方法

解析电缆干扰的产生及解决方法
另外一方面,因为差模电流回路的面积几近为零,差模辐射也很小,所以同轴电缆的辐射是很小的电缆www.cy-cables.com风力电缆。对付高频旌旗灯号,用同轴电缆传述可以免辐射。实际上,这与咱们传统上用同轴电缆传输高频旌旗灯号,以减小旌旗灯号的消耗的目的具备雷同的本色。由于旌旗灯号的消耗小了,自然阐明透露的成分少了,而这部门透露便是电缆的辐射。
电缆是体系中致使电磁兼容问题的最重要身分。是以,在实际中常常发明:当将装备上的外拖电缆取上去时,装备便可以顺遂经由过程实验,在现场中碰到电磁滋扰征象时,只需将电缆拔上去,妨碍征象就会消散。这是由于电缆是一根高效的接管和辐射天线。别的,电缆中的导线平行传输的距离最长,是以导线之间存在较大的分部电容和互电感,这会致使导线之间产生旌旗灯号的串扰。
办理电缆问题的重要法子之一是对电缆进行屏障,可是屏障电缆应当怎样端接,怎样的屏障电缆才是有用的,等一系列问题是广泛关心而含糊的问题。本节会商电缆的辐射问题、电磁场对电缆的滋扰问题、导线之间的旌旗灯号串扰问题,和这些问题的对策。
1、电缆的辐射问题
电缆的辐射问题是工程中最多见的问题之一,90%以上的装备不能经由过程辐射发射实验都是因为电缆辐射酿成的。电缆发生辐射的机理有两种,一种是电缆中的旌旗灯号电流回路发生的差模辐射,另外一种是电缆中的导线洗车机www.shkkl.com自动洗车机上的共模电流发生的。电缆的辐射重要来自共模辐射。共模辐射是由共模电流发生的,共模电流的环路面积是由电缆与大地构成的,是以具备较大的环路面积,会发生较强的辐射。共模电流是若何发生的每每是很多人狐疑的问题。要明白这个问题,起首明白共模电压是致使共模电流的底子缘由,共模电压便是电缆与大地之间的电压。从共模电压动身,探求致使共模电流的缘由就容易了,而致使一个问题的缘由一旦明白,办理这个问题就不是很困难了。
电缆上的共模电流发生的缘由有如下几点:差模电流透露致使的共模电流.即便电缆中包括了旌旗灯号回线,也不能包管旌旗灯号电流100%从回线返复书号源,特别是在频次较高的场所,空间各类杂散参数为旌旗灯号电流供给了第三条,乃至更多的返回途径。这类共模电流固然所占的比例很小,可是因为辐射环路面积大,辐射是是不能轻忽的。不要试图经由过程将电路与大地“断开”(将路线板与机箱之间的地线断开,或将机箱与大地之间的地线断开)来减小共模电流,从而减小共模辐射。将电路与大地断开仅能够在低频减小共模电流,高频时寄生电容构成的通路已阻抗很小。
共模电流重要由杂散电容发生。固然,如果共模辐射的问题重要产生在低频,将路线板或机箱与大地断闭会有必定结果热转印

干扰电缆的原因及解决方法
电缆是系统中导致电磁兼容问题的最主要因素。因此,在实际中经常发现:当将设备上的外拖电缆取下来时,电缆www.cy-cables.com风力电缆设备就可以顺利通过试验,在现场中遇到电磁干扰现象时,只要将电缆拔下来,故障现象就会消失。这是因为电缆是一根高效的接收和辐射天线。另外,电缆中的导线平行传输的距离最长,因此导线之间存在较大的分部电容和互电感,这会导致导线之间发生信号的串扰。
解决电缆问题的主要方法之一是对电缆进行屏蔽,但是屏蔽电缆应该怎样端接,怎样的屏蔽电缆才是有效的,等一系列问题是普遍关心而模糊的问题。本节讨论电缆的辐射问题、电磁场对电缆的干扰问题、导线之间的信号串扰问题,以及这些问题的对策。
1、电缆的辐射问题
电缆的辐射问题是工程中最常见的问题之一,90%以上的设备不能通过辐射发射试验都是由于电缆辐射造成的。电缆产生辐射的机理有两种,一种是电缆中的信号电流回路产生的差模辐射,另一种是电缆中的导线上的共模电流产生的。电缆的辐射主要来自共模辐射。共模辐射是由共模电流产生的,共模电流的环路面积是由电缆与大地形成的,因此具有较大的环路面积,会产生较强的辐射。共模电流是如何产生的往往是许多人困惑的问题。要理解这个问题,首先明确共模电压是导致共模电流的根本原因,共模电压就是电缆与大地之间的电压。从共模电压出发,寻找导致共模电流的原因就容易了,而导致一个问题的原因一旦清楚,解决这个问题就不是很困难了。
电缆上的共模电流产生的原因有以下几点:差模电流泄漏导致的共模电流.即使电缆中包含了信号回线,也不能保证信号电流100%从回线返回信号源,洗车机www.shkkl.com自动洗车机特别是在频率较高的场合,空间各种杂散参数为信号电流提供了第三条,甚至更多的返回路径。这种共模电流虽然所占的比例很小,但是由于辐射环路面积大,辐射是是不能忽视的。不要试图通过将电路与大地“断开”(将线路板与机箱之间的地线断开,或将机箱与大地之间的地线断开)来减小共模电流,从而减小共模辐射。将电路与大地断开仅能够在低频减小共模电流,高频时寄生电容形成的通路已经阻抗很小。
共模电流主要由杂散电容产生。当然,如果共模辐射的问题主要发生在低频,将线路板或机箱与大地断开会有一定效果。从共模电流产生的机理可知,减小这种共模电流的有效方法是减小差模回路的阻抗,从而促使大部分信号电流从信号地线返回。一般信号线与回线靠得越近,则差模电流回路的阻抗越小。一个典型的例子就是同轴电缆,由于同轴电缆的回流电流均匀分布在外皮上,其等效电流与轴心重合,因此回路面积为零,差模阻抗接近为零,几乎100%的信号电流从同轴电缆的外皮返回信号源,共模电流几乎为零,所以共模辐射很小。
另一方面,由于差模电流回路的面积几乎为零,差模辐射也很小,所以同轴电缆的辐射是很小的。对于高频信号,用同轴电缆传述可以避免辐射。(清障车
线路板的地线噪声导致的共模电流。信号地线就是信号的回流线,因此,地线上的两点之间必然存在电压,对于高频电路而言,这些就是高频噪声电压,它作为共模电压驱动电缆上的共模电流,导致共模辐射。线路板设计一章中提供的各种减小地线阻抗的设计方法,可以用来减小地线上的噪声,从而减小共模电压。
一种推荐的方法是在电缆端口设置“干净地”。所谓干净地就是这块地线上没有可以产生噪声的电路,因此地线上的局部电位几乎相等。如果机箱是金属机箱,将这块干净地与金属机箱连接起来。机箱内电磁波空间感应导致的共模电流。机箱内总是充满了电磁波的,这些电磁波会在电缆上感应出共模电压,另外,电缆端口的附近也会有一些产生高频电磁场的电路,这些电路与电缆之间存在着电容性耦合和电感性耦合,在电缆上形成共模电压。电磁感应产生的共模电压。需要注意的是,机箱内的电磁波大多由电路的差模辐射所至,在线路板设计一章,我们讨论了脉冲信号差模辐射的频谱,可知其频率范围是很宽的。这导致了共模电压的频率往往远高于我们所预期的值。
电缆长度:在满足使用要求的前提下,尽量使用短的电缆。但电缆长度往往受到设备之间连接距离的限制,不能随意缩短。而且,当电缆的长度不能减小到波长的一半以下时,减小电缆长度也没明显效果;增加共模电流环路的阻抗:目的是减小共模电流,因为在共模电压一定的情况下,增加共模电流路径的阻抗可以减小共模电流;减小共模电压:目的是减小共模电流,当共模回路阻抗一定时,减小共模电压就可以减小共模电流;低通滤波器滤波:目的是减少高频共模电流成份,这些高频共模电流的辐射效率很高;电缆屏蔽:目的是为共模电流提供一条环路面积较小的路径。下面介绍在实际工程中应用上述概念的方法。
1、增加共模电流回路的阻抗
设备组装完成后,设备电缆上产生的共模电压也就一定了。这时,减小电缆上的共模电流的方法就是增加共模电流回路的阻抗。但是怎样增加共模回路的阻抗是许多工程师困惑的问题。他们往往试图通过断开线路板与机箱之间的连接,或者机箱与安全地之间的连接,来增加共模回路的阻抗,结果往往令人失望。因为这些方法仅对低频有效,而低频共模电流并不是辐射的主要原因。
实用而有效的方法是在电缆上串联共模扼流圈,共模扼流圈能够对共模电流形成较大的阻抗,而对差模信号没有影响,因此使用上很简单,并且共模扼流圈不需要接地,可以直接加到电缆上。将整束电缆穿过一个铁氧体磁环就构成了一个共模扼流圈,根据需要,也可以将电缆在磁环上绕几匝。为了工程方便,很多厂家提供分体式的磁环,这种磁环可以很容易地卡在电缆上。电缆上套了铁氧体磁环后,辐射强度的改善量取决于原来共模电流回路的阻抗,从共模辐射的公式容易推导出下面的结论:
例如,如果没加共模扼流圈时的共模电流环路阻抗为100W,共模扼流圈的阻抗为1000W,则共模辐射改善为20dB,而如果原来的共模电流环路阻抗为1000W,则改善量仅为6dB。为了获得预期的干扰抑制效果,在使用铁氧体磁环时,需要注意以下问题:
a.铁氧体材料的选择:根据要抑制干扰的频率不同,选择不同材料成分和磁导率的铁氧体材料。镍锌铁氧体材料的高频特性由于锰锌铁氧体材料,并且铁氧体材料的磁导率越高,低频的阻抗越大,而高频的阻抗越小。这是由于导磁率高的铁氧体材料电导率较高,当导体穿过时,形成电缆与磁环之间的寄生电容较大。
b.铁氧体磁环的尺寸:磁环的内外径差越大,轴向越长,阻抗越大。但内径一定要包紧导线。因此,要获得大的衰减,在磁环内径包紧电缆的前提下,尽量使用体积较大的磁环。
c.共模扼流圈的匝数:增加穿过磁环的匝数可以增加低频的阻抗,但是由于匝间寄生电容增加,高频的阻抗会减小。盲目增加匝数来增加衰减量是一个常见的错误。当需要抑制的干扰频带较宽时,可在两个磁环上绕不同的匝数。
例:某设备有两个超标辐射频率点,一个是为40MHz,另一个为900MHz。经检查,确定是电缆的共模辐射所致。在电缆上套一个磁环,900MHz的干扰明显减小,不再超标,但是40MHz频率仍然超标。将电缆在磁环上绕3匝,40MHz干扰减小,不再超标,但900MHz超标。为了解决这个问题,使用了两个铁氧体磁环,一个1/2匝,另一个3匝。
d.电缆上铁氧体磁环的个数:增加电缆上的铁氧体磁环的个数,可以增加低频的阻抗,但高频的阻抗会减小。这是因为电缆与磁环之间的寄生电容增加的缘故。
e.铁氧体磁环的安装位置:一般尽量靠近干扰源或敏感源。对于屏蔽机箱上的电缆,磁环要尽量靠近机箱的电缆进出口。由于铁氧体磁环的效果取决于原来共模环路的阻抗,原来回路的阻抗越低,则磁环的效果越明显。因此当原来的电缆两端安装了共模滤波电容时,由于其共模阻抗很低,磁环的效果更明显。
电磁场对电缆的影响
电缆处于电磁场中时,电缆上会感应出噪声电压。与电缆辐射的情况相对应,电磁场在电缆上感应出的电压也分为共模和差模两种。共模电压是电磁场在电缆与大地之间的回路产生的,差模电压是电磁场在信号线与信号地线形成的回路中产生的。当电路是非平衡电路时,共模电流会转换成差模电压,对电路形成干扰。
由于信号线与信号地线形成的回路面积很小,因此噪声电压仍以共模为主。
1.电磁场在电缆上感应出的电压
电缆很靠近地面时:电场分量垂直于地面,磁场分量垂直于导线-地面回路时,感应最强。
电缆很远离地面时:电场分量平行于地面,磁场分量垂直于导线-地面回路时,感应最强。
电磁场在导线中感应出的电压是共模形式的,负载上的电压是以系统中的公共导体或大地为参考点的,一般以系统中参考地线面为参考点。对于多芯电缆,这意味着电缆中的所有导体都暴露在同一个场中,它们上面所感应的电压取决于每根导体与参考点之间的阻抗。
2.电缆对低频磁场的抑制
低频磁场干扰在实际中是很常见的,例如电源线的附近、马达或变压器的附近等。当电缆穿过这种磁场时,电缆所连接的电路中就会产生干扰。这种干扰是由于导体回路面积所包围的磁通量发生变化所致。根据电磁感应定律,导体上感应的电压幅度与它所包围的磁通变化率成正比。

什么是共模干扰和差模干扰

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电压电流的变化通过导线传输时有二种形态,我们将此称做”共模”和”差模”。设备的电源线,电话等的通信线,与其它设备或外围设备相互交换的通讯线路,至少有两根导线,这两根导线作为往返线路输送电力或信号。但在这两根导线之外通常还有第三导体,这就是”地线”。干扰电压和电流分为两种:一种是两根导线分别做为往返线路传输;另一种是两根导线做去路,地线做返回路传输。前者叫”差模”,后者叫”共模”。对差分放大器,两路输入的干扰信号,如果是大小不相等,或方向不相同,即为差模干扰信号。

电磁干扰测量与诊断当你的产品由于电磁干扰发射强度超过电磁兼容标准规定而不能出厂时,或当由于电路模块之间的电磁干扰,系统不能正常工作时,我们就要解决电磁干扰的问题。要解决电磁干扰问题,首先要能够“看”到电磁干扰,了解电磁干扰的幅度和发生源。本文要介绍有关电磁干扰测量和判断干扰发生源的方法。1、测量仪器谈到测量电信号,电气工程师首先想到的可能就是示波器。示波器是一种将电压幅度随时间变化的规律显示出来的仪器,它相当于电气工程师的眼睛,使你能够看到线路中电流和电压的变化规律,从而掌握电路的工作状态。但是示波器并不是电磁干扰测量与诊断的理想工具。这是因为:A.
所有电磁兼容标准中的电磁干扰极限值都是在频域中定义的,而示波器显示出的时域波形。因此测试得到的结果无法直接与标准比较。为了将测试结果与标准相比较,必须将时域波形变换为频域频谱。B.电磁干扰相对于电路的工作信号往往都是较小的,并且电磁干扰的频率往往比信号高,而当一些幅度较低的高频信号叠加在一个幅度较大的低频信号时,用示波器是无法进行测量。C.示波器的灵敏度在mV级,而由天线接收到的电磁干扰的幅度通常为V级,因此示波器不能满足灵敏度的要求。测量电磁干扰更合适的仪器是频谱分析仪。频谱分析仪是一种将电压幅度随频率变化的规律显示出来的仪器,它显示的波形称为频谱。频谱分析仪克服了示波器在测量电磁干扰中的缺点,它能够精确测量各个频率上的干扰强度。对于电磁干扰问题的分析而言,频谱分析仪是比示波器更有用的仪器。而用频谱分析仪可以直接显示出信号的各个频谱分量。1.1频谱分析仪的原理频谱分析仪是一台在一定频率范围内扫描接收的接收机,它的原理图如图1所示。

通常我们使用的电器是两线的,一根火线(L),一根零线(N),零线认为是三相电的中线,同时还有一根接地线叫做地线,。零线与火线之间的干扰叫做差模干扰,火线与地线之间的干扰叫做共模干扰。地与零线之间认为是没有电压的,或者可以认为是零线没有电压,不能驱动电器,因此认为零线与地线之间没有干扰。

图1 频谱分析仪的原理框图

什么是共模残压 什么是共模残压

频谱分析仪采用频率扫描超外差的工作方式。混频器将天线上接收到的信号与本振产生的信号混频,当混频的频率等于中频时,这个信号可以通过中频放大器,被放大后,进行峰值检波。检波后的信号被视频放大器进行放大,然后显示出来。由于本振电路的振荡频率随着时间变化,因此频谱分析仪在不同的时间接收的频率是不同的。当本振振荡器的频率随着时间进行扫描时,屏幕上就显示出了被测信号在不同频率上的幅度,将不同频率上信号的幅度记录下来,就得到了被测信号的频谱。根据这个频谱,就能够知道被测设备是否有超过标准规定的干扰发射,或产生干扰的信号频率是多少。1.2
频谱分析仪的使用方法要获得正确的测量结果,必须正确地操作频谱分析仪。本节简单介绍频谱分析仪的使用方法。正确使用频谱分析仪的关键是正确设置频谱分析仪的各个参数。下面解释频谱分析仪中主要参数的意义和设置方法。A.频率扫描范围:规定了频谱分析仪扫描频率的上限和下限。通过调整扫描频率范围,可以对感兴趣的频率进行细致的观察。扫描频率范围越宽,则扫描一遍所需要时间越长,频谱上各点的测量精度越低,因此,在可能的情况下,尽量使用较小的频率范围。在设置这个参数时,可以通过设置扫描开始频率和终止频率来确定,例如:start
frequency = 1MHz, stop frequency =
11MHz。也可以通过设置扫描中心频率和频率范围来确定,例如:center
frequency = 6MHz, span =
10MHz。这两种设置的结果是一样的。B.中频分辨带宽:规定了频谱分析仪的中频带宽,这项指标决定了仪器的选择性和扫描时间。调整分辨带宽可以达到两个目的,一个是提高仪器的选择性,以便对频率相距很近的两个信号进行区别。另一个目的是提高仪器的灵敏度。因为任何电路都有热噪声,这些噪声会将微弱信号淹没,而使仪器无法观察微弱信号。噪声的幅度与仪器的通频带宽成正比,带宽越宽,则噪声越大。因此减小仪器的分辨带宽可以减小仪器本身的噪声,从而增强对微弱信号的检测能力。分辨带宽一般以3dB带宽来表示。当分辨带宽变化时,屏幕上显示的信号幅度可能会发变化。若测量信号的带宽大于通频带带宽,则当带宽增加时,由于通过中频放大器的信号总能量增加,显示幅度会有所增加。若测量信号的带宽小于通频带宽,如对于单根谱线的信号,则不管分辨带宽怎样变化,显示信号的幅度都不会发生变化。
信号带宽超过中频带宽的信号称为宽带信号,信号带宽小于中频带宽的信号称为窄带信号。根据信号是宽带信号还是窄带信号能够有效地定位干扰源。C.扫描时间:仪器接收的信号从扫描频率范围的最低端扫描到最高端所使用的时间叫做扫描时间。扫描时间与扫描频率范围是相匹配的。如果扫描时间过短,测量到的信号幅度比实际的信号幅度要小。D.视频带宽:视频带宽的作用与中频带宽相同,可以减小仪器本身的带内噪声,从而提高仪器对微弱信号的检测能力。2、用频谱分析仪分析干扰的来源2.1
根据干扰信号的频率确定干扰源在解决电磁干扰问题时,最重要的一个问题是判断干扰的来源,只有准确将干扰源定位后,才能够提出解决干扰的措施。根据信号的频率来确定干扰源是最简单的方法,因为在信号的所有特征中,频率特征是最稳定的,并且电路设计人员往往对电路中各个部位的信号频率都十分清楚。因此,只要知道了干扰信号的频率,就能够推测出干扰是哪个部位产生的。对于电磁干扰信号,由于其幅度往往远小于正常工作信号,因此用示波器很难测量到干扰信号的频率。特别是当较小的干扰信号叠加在较大的工作信号上时,示波器无法与干扰信号同步,因此不可能得到准确的干扰信号频率。而用频谱分析仪做这种测量是十分简单的。由于频谱分析仪的中频带宽较窄,因此能够将与干扰信号频率不同的信号滤除掉,精确地测量出干扰信号频率,从而判断产生干扰信号的电路。2.2
根据干扰信号的带宽确定干扰源判断干扰信号的带宽也是判断干扰源的有效方法。例如,在一个宽带源的发射中可能存在一个单个高强度信号,如果能够判断这个高强度信号是窄带信号,则它不可能是从宽带发射源产生的。干扰源可能是电源中的振荡器,或工作不稳定的电路,或谐振电路。当在仪器的通频带中只有一根谱线时,就可以断定这个信号是窄带信号。根据傅立叶变换,单根的谱线所对应的信号是周期信号。因此,当遇到单根谱线时,就要将注意力集中到电路中的周期信号电路上。3、用近场测试方法确定辐射源除了上述的根据信号特征判断干扰源的方法以外,在近场区查找辐射源可以直接发现干扰源。在近场区查找辐射源的工具有近场探头和电流卡钳。检查电缆上的发射源要使用电流卡钳,检查机箱缝隙的泄漏要使用近场探头。3.1
电流卡钳与近场探头电流探头是利用变压器原理制造的能够检测导线上电流的传感器。当电流探头卡在被测导线上时,导线相当于变压器的初级,探头中的线圈相当于变压器的次级。导线上的信号电流在电流探头的线圈上感应出电流,在仪器的输入端产生电压。于是频谱分析仪的屏幕上就可以看到干扰信号的频谱。仪器上读到的电压值与导线中的电流值通过传输阻抗换算。传输阻抗定义为:仪器50?
输入阻抗上感应的电压与导线中的电流之比。对于一个具体的探头,可以从厂家提供的探头说明书中查到它的转移阻抗ZT。因此,导线中的电流等于:I
= V /
ZT,如果公式中的所有物理量都用dB表示,则直接相减。对于机箱的泄漏,要用近场探头进行探测。近场探头可以看成是很小的环形天线。由于它很小,因此灵敏度很低,仅能对近场的辐射源进行探测。这样有利于对辐射源进行精确定位。由于近场探头的灵敏度较低,因此在使用时要与前置放大器配套使用。3.2
用电流卡钳检测共模电流设备产生辐射的主要原因之一是电缆上有共模电流。因此当设备或系统有超标发射时,首先应该怀疑的就是设备上外拖的各种电缆。这些电缆包括电源线电缆和设备之间的互连电缆。将电流探头卡在电缆上,这时由于探头同时卡住了信号线和回流线,因此差模电流不会感应出电压,仪器上读出的电压仅代表共模电流。测量共模电流时,最好在屏蔽室中进行。如果不在屏蔽室中,周围环境中的电磁场会在电缆上感应出电流,造成误判断。因此应首先将设备的电源断开,在设备没有加电的状态下测量电缆上的背景电流,并记录下来,以便与设备加电后测量的结果进行比较,排除背景的影响。如果在用天线进行测量时将频谱分析仪的扫描频率局限感兴趣的频率周围很小的范围内,则可以排除环境中的干扰。3.3
用近场探头检测机箱的泄漏如果设备上外拖电缆上没有较强的共模电流,就要检查设备机箱上是否有电磁泄漏。检查机箱泄漏的工具是近场探头。将近场探头靠近机箱上的接缝和开口处,观察频谱分析仪上是否有感兴趣的信号出现。一般由于探头的灵敏度较低,即使用了放大器,很弱的信号在探头中感应的电压也很低,因此在测量时要将频谱分析仪的灵敏度调得尽量高。根据前面的讨论,减小频谱分析仪的分辨带宽能够提高仪器的灵敏度。但是要注意的是,当分辨带宽很窄时,扫描时间会变得很长。为了缩短扫描时间,提高检测效率,应该使频谱分析仪的扫描频率范围尽量小。因此一般在用近场探头检测机箱泄漏时,都是首先用天线测出泄漏信号的精确频率,然后使仪器用尽量小的扫描频率范围覆盖住这个干扰频率。这样做的另一个好处是不会将背景干扰误判为泄漏信号。对于机箱而言,靠近滤波器安装位置的缝隙是最容易产生电磁泄漏的。因为滤波器将信号线上的干扰信号旁路到机箱上,在机箱上形成较强的干扰电流,这些电流流过缝隙时,就会在缝隙处产生电磁泄漏。4、容易犯的错误当设备不能满足有关的电磁兼容标准时,就要对设备产生超标发射的原因进行调查,然后进行排除。在这个过程中,经常发现许多人经过长时间的努力,仍然没有排除故障。造成这种情况的原因是诊断工作陷入了“死循环”。这种情况可以用下面的例子说明。假设一个系统在测试时出现了超标发射,使系统不能满足电磁兼容标准中对电磁辐射的限制。经过初步调查,原因可能有4个,它们分别是:主机与键盘之间的互连电缆上的共模电流产生的辐射主机与打印机之间的互连电缆上的共模电流产生的辐射机箱面板与机箱基体之间的缝隙产生的泄漏某显示窗口产生泄漏在诊断时,首先在电缆1上套一个铁氧体磁环,以减小共模辐射,结果发现频谱仪屏幕上显示的信号并没有明显减小。于是试验人员认为电缆1不是一个主要的泄漏源,将铁氧体磁环取下,套在电缆2上,结果发现频谱仪屏幕上显示的信号还没有明显减小。结果试验人员得出结论,电缆不是泄漏源。于是再对机箱上的泄漏进行检查。用屏蔽胶带将开口1堵上,发现频谱仪屏幕上显示的信号没有明显减小。试验人员认为开口1不是主要泄漏源,将屏蔽胶带取下,堵到开口2上。结果频谱仪上的显示信号还没有减小。试验人员一筹莫展。之所以会发生这个问题,是因为试验人员忽视了频谱分析仪上显示的信号幅度是以dB为单位显示的。下面我们看一下为什么会有这种现象。假设这4个泄漏源所占的成分各占1/4,并且在每个辐射源上采取的措施能够将这个辐射源完全抑制掉。则我们采取以上4个措施中的一个时,频谱仪上显示信号降低的幅度ΔA为:ΔA
= 20 lg ( 4 / 3 ) = 2.5
dB,幅度减小这么少,显然是微不足道的。但这却已经将泄漏减少了25%。正确的方法是,当对一个可能的泄漏源采取了抑制措施后,即使没有明显的改善,也不要将这个措施去掉,继续对可能的泄漏源采取措施。当采取到某个措施时,如果干扰幅度降低很多,并不一定说明这个泄漏源是主要的,而仅说明这个干扰源是最后一个。按照这个步骤对4个泄漏源逐个处理的结果如图1所示。在前面的叙述中,我们假定对某个泄漏源采取措施后,这个泄漏源被100%消除掉,如果这样,当最后一个泄漏源去掉后,电磁干扰的减小应为无限大。实际这是不可能的。我们在采取任何一个措施时,都不可能将干扰源100%消除。泄漏源去掉的程度可以是99%
,或99.9% ,甚至99.99以上,而决不可能是100%
!所以当最后一个泄漏源去掉后,尽管改善很大,但仍是有限值。当设备完全符合有关的规定后,如果为了降低产品成本,减少不必要的器件,可以将采取的措施逐个去掉。首先应该考虑去掉的是成本较高器件/材料,或在正式产品上难于实现的措施。如果去掉后,产品的电磁发射并没有超标,就可以去掉这个措施。通过试验,使产品成本降到最低。图
2
抑制4个泄漏源时干扰幅度的变化5.产品电磁兼容测试诊断步骤图3给出了一个设备或系统的电磁干扰发射与故障分析步骤,按照这个步骤进行可以提高测试诊断的效率。

共模电压(common mode
voltage):在每一导体和所规定的参照点之间(往往是大地或机架)出现的相量电压的平均值。或者说同时加在电压表两测量端和规定公共端之间的那部分输入电压。

图3 电磁兼容测试诊断步骤

差模电压(symmetrical
voltage):一组规定的带电导体中任意两根之间的电压。使差模电压又称对称电压。

关于图3的说明如下:电磁兼容测试一般首先测量干扰发射,因为干扰发射的试验费用一般比敏感度试验费用低。另外当设备的干扰发射能够满足要求时,往往敏感度也不会有大的问题。因为几乎所有的解决干扰发射的措施同样对改善敏感度有效。测量干扰发射时要先测量传导发射,不仅要在标准规定的频率范围内测量,还要对更高的频率进行摸底测量。当电源线上有较强的干扰电流时,要先解决这个问题。因为这些传导干扰电流会借助导线的天线作用产生辐射,导致辐射发射不合格。当传导发射完全合格后,再进行辐射发射测试。对于辐射发射不合格的频率,要记录下精确频率,便于在用近场探头查找问题时,将频谱分析仪的扫描范围设置在干扰频率附近。来源:本文摘自FPGA开发圈

在规定波形,标称放电电流冲击氧化锌阀片,阀片两端测到的电压峰值,称为残压。
残压与压敏电压的比值,残压比。雷击,闪电会在输入/输出电源线上产生瞬间高压,大电流,影响用户设备稳定运行,严重时会造成设备损坏。避雷器按接法分可分为共模接法和差模接法两种:避雷器接在相线之间或相线与零线之间称为差模接法,即所谓横向保护。避雷器接在相线与地线之间或零线与地线之间称为共模接法,即所谓纵向保护。

共模信号

  Common-Mode Signals

  共模信号是作用在差分放大器或仪表放大器同相、反相输入端的相同信号。例如,平衡线对中引入到两个平衡端的噪声电压。另外一个例子是加在平衡线上的直流电压(例如:由于信号源与接收器之间的地电位差而产生的直流电平)。

对于理想的差分放大器,可以完全消除共模信号输出,这是由于差分输入(同相和反相)抵消掉了相同的输入成分。衡量这一特性的参数称为共模抑制比或CMRR。

简介

  共模电压(common mode
voltage):在每一导体和所规定的参照点之间(往往是大地或机架)出现的相量电压的平均值。或者说同时加在电压表两测量端和规定公共端之间的那部分输入电压。

形态

  ”共模”和”差模”是电压电流的变化通过导线传输时的二种形态。

  干扰电压和电流分为两种:一种是两根导线分别做为往返线路传输;另一种是两根导线做去路,地线做返回路传输.前者叫”差模”,后者叫”共模”。

  电源线噪声是电网中各种用电设备产生的电磁骚扰沿着电源线传播所造成的。电源线噪声分为两大类:共模干扰、差模干扰。共模干扰(Common-
mode
Interference)定义为任何载流导体与参考地之间的不希望有的电位差;差模干扰(Differential-mode
Interference)定义为任何两个载流导体之间的不希望有的电位差。

  任何电源线上传导干扰信号,均可用差模和共模信号来表示。差模干扰在两导线之间传输,属于对称性干扰;共模干扰在导线与地(机壳)之间传输,属于非对称性干扰。在一般情况下,差模干扰幅度小、频率低、所造成的干扰较小;共模干扰幅度大、频率高,还可以通过导线产生辐射,所造成的干扰较大。

  共模干扰:一般指在两根信号线上产生的幅度相等,相位相同的噪声。

什么是共模干扰和差模干扰

  电压电流的变化通过导线传输时有二种形态,我们将此称做”共模”和”差模”.设备的电源线,电话等的通信线,与其它设备或外围设备相互交换的通讯
线路,至少有两根导线,这两根导线作为往返线路输送电力或信号.但在这两根导线之外通常还有第三导体,这就是”地线”.干扰电压和电流分为两种:一种是两
根导线分别做为往返线路传输;另一种是两根导线做去路,地线做返回路传输.前者叫”差模”,后者叫”共模”.

  共模干扰是在信号线与地之间传输,属于非对称性干扰。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)