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EMC耦合机制之--容性耦合

嘉峪检测网        2022-03-19 22:32

EMC设计和整改期间,系统与系统之间的外围连接线缆需要着重考虑,因为大部分情况连接线缆都是系统中最长的噪声耦合路径,因此连接线缆可以等效为噪声的接收和辐射天线。下文内容主要涵盖了,噪声在连接线缆之间的耦合机制(串扰机制)。

 

EMC耦合机制之--容性耦合

 

连接线缆之间存在两种耦合机制,第一种是容性耦合,它是电路之间电场相互作用的结果。另一种是感性耦合,它是由两个电路的磁场相互作用产生的结果。其实这两种耦合机制一般会同时存在,为了方便分析,我们通常将容性耦合和感性耦合分开考虑和分析。本期主要讲解容性耦合机制,和如何减少容性耦合产生的噪声串扰问题。

 

容性耦合:

 

两导体间容性耦合的等效电路如图1所示:

 

EMC耦合机制之--容性耦合

 

图1.1 物理连接图       

 

EMC耦合机制之--容性耦合

 

 图1.2等效电路图      

 

电容C12---导体1和导体2之间的分布电容。

 

C1G/C2G----分别是导体1和2对地的总分布电容。

 

R是导体2对地的负载阻抗(由后端负载决定)。

 

V1---干扰源电压。

 

VN---导体2对地的噪声电压。

 

通过图1.2等效电路图,再通过换算和简化,我么可得导体2上通过容性耦合到的噪声电压VN为:

 

VN=J*ω*R*C12*V1

 

从上诉公式我们可以直观的得出,在噪声源频率和幅值无法改变的情况下,减少串扰电压VN最有效的办法是减少导体1与导体2之间的分布电容C12。那我们如何降低C12呢?

 

从电容公式c=εs/d,能看出当增加导体1和导体2之间的距离d时,C12能有效减少。但大部分情况,由于结构限制无法将两导体距离拉开,这种情况可以采用屏蔽的手段进行处理。

 

下面我们分析当将导体2屏蔽后的情况,图2为对应的等效电路:

 

EMC耦合机制之--容性耦合

 

图2.1 物理连接图    

 

  EMC耦合机制之--容性耦合

 

图2.2 等效电路图

 

那么两线间的耦合抑制效果取决耦合电容C12’和屏蔽层对地搭接阻抗RG的分压,当屏蔽层接地良好的时候,RG的阻抗很小,RG<<C12’可近似表达为: 

 

                VN=RG/(X12’+RG)*V1 

 

因此,屏蔽层接地阻抗RG越小,导体之间的容性耦合越小。 因此我们在做线束屏蔽的时候除了要保证屏蔽层的完整性外,更重要的是做好屏蔽层与地的搭接,将接地阻抗做得尽量小。

 

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来源:韬略科技EMC