電磁兼容2匯編資料

1電子控制設備

抗干擾技術

2023/2/52電磁環(huán)境與干擾電磁兼容技術主要內(nèi)容噪聲定義和噪聲種類噪聲發(fā)生機理和傳遞方式描述電磁噪聲的一般術語抑制電磁干擾的一般措施早期：電氣設備的能量交換對無線電、通訊設備產(chǎn)生電磁干擾，抗干擾技術也很成熟并且已制定成標準。近期：機、電、儀一體化技術的發(fā)展，機械、電力、電子、儀表、強電、弱電緊密結(jié)合高級自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)融為一體電磁干擾、電磁環(huán)境復雜如何抑制、防治相互干擾成為自動化技術可靠運行的關鍵技術，成為自動化、計算機、儀表等領域的共同課題工業(yè)電子控制設備電磁兼容技術。2023/2/53（ElectromagneticCompatibility-EMC-俗稱抗干擾)：干擾可以在不損害信息的前提下與有用信號共存。D.White定義：裝置或者系統(tǒng)具有在其設置的預定場所投入實際運行時，既不受周圍電磁環(huán)境的影響，又不影響周圍環(huán)境，也不發(fā)生性能惡化和誤動作，而能按設計要求正常工作的能力。電磁兼容定義在闡明電磁環(huán)境和電磁環(huán)境對電力電子設備影響的基礎上，全面研究電力電子設備、強電-弱電緊密結(jié)合的系統(tǒng)等在信息傳遞、線路結(jié)構(gòu)、組裝配置等方面的電磁噪聲抑制措施，提出科學的設計原則和實用方法，使產(chǎn)品能夠在其所處的電磁環(huán)境中長期穩(wěn)定運行，發(fā)揮其應有的效能，既不被周圍設備發(fā)射的電磁能量所干擾，也不妨礙其周圍設備的正常運行電磁兼容技術的任務2023/2/54電磁兼容技術的主要內(nèi)容電磁環(huán)境抑制電磁干擾的原則電磁兼容設計基礎條件2023/2/55電磁環(huán)境示意③、⑤電源和動作器件產(chǎn)生的干擾；①、⑥、⑧分別為輸電線路、閃電、其他系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾；②、④、⑦分別為本系統(tǒng)所產(chǎn)生的干擾

系統(tǒng)的電磁兼容行示意圖動作器件（電動機、繼電器等）信號發(fā)生、變換、處理其他分系統(tǒng)輸配電線路電源其他系統(tǒng)干擾⑤干擾①干擾③干擾②干擾⑧干擾⑦干擾⑥通訊線路電子部分干擾④2023/2/56抑制電磁干擾的原則形成條件抑制措施1、向外發(fā)送電磁干擾的源—噪聲源。2、傳遞電磁干擾的途徑—噪聲耦合和輻射。3、承受電磁干擾（對噪聲敏感）的客體—受擾設備。1、抑制噪聲源，直接消除干擾原因。2、消除噪聲源和受擾設備之間的噪聲耦合和輻射，切除電磁干擾的傳遞途徑。3、加強受擾設備抵抗電磁干擾的能力，降低其對噪聲的敏感度。設計階段2023/2/57絕緣老化組件噪聲常模噪聲電子設備與系統(tǒng)電容器耦合噪聲漏電流尖脈沖噪聲模擬集成電路各種物理噪聲數(shù)字集成電路晶體管二級管半導體噪聲串擾振蕩噪聲電纜接觸不良開關接觸器插座間歇振動繼電器線圈熱電動勢器件配置不當電源接觸不良旁路不良調(diào)節(jié)不良共模噪聲靜電耦合配線不當放電雷電磁耦合功率線路高頻振蕩靜電電機電刷弧光放電輝光放電日光燈無線電收發(fā)報機汽車點火直流變換開關電源晶閘管其他變阻器可變電阻器滑觸頭噪聲濾波不良屏蔽不良絕緣不良信號不平衡公共阻抗噪聲接地地電位差多點接地絕緣老化導體電阻21電磁環(huán)境示意圖1-與頻率與電流成正比2-與頻率與電壓成正比電磁環(huán)境2023/2/58難點1、電磁干擾產(chǎn)生的原因很多;2、噪聲頻譜寬窄不一；3、時間長短參差不齊；4、周期性和隨機性相互交織；5、噪聲傳遞途徑多種多樣。電磁兼容設計的基礎條件定量描述1、用電場強度和磁場強度表示穩(wěn)定電場和磁場。2、用電壓、電流表示局部電路與整體關系。3、用統(tǒng)計量和和振幅概率分布函數(shù)表示隨機變化的干擾特性。4、用脈沖峰值分布、能量分布、發(fā)生頻度分布等參數(shù)表示脈沖噪聲。設計內(nèi)容1、所用各種元件、器件和設備的合理布局；2、發(fā)揮屏蔽、接地、布線設計的作用，采用適當?shù)臑V波手段處理電源等引起的電壓、電流瞬變干擾；3、選擇其他行之有效的方法抑制干擾源并切斷干擾傳遞途徑。2023/2/59噪聲定義與噪聲種類噪聲定義常模噪聲與共模噪聲噪聲種類2023/2/510基本定義常規(guī)定義：不同頻率、不同程度混雜組合在一起的聲音。電工定義：不需要的電流和電壓在某種條件下成為影響電路正常工作的干擾電流和干擾電壓。GB2900：任何不希望有的信號；廣義地說是在一有用頻帶內(nèi)的任何不希望有的干擾。噪聲定義基本噪聲產(chǎn)生源：收音機、電話機、對講機、磁帶錄音機等?，F(xiàn)象：“嗞”、“嗚”、“咔達”、“噼”等嘈雜聲、振蕩聲。電噪聲:與基本噪聲對應的變化電量。電噪聲影響控制裝置：受干擾陷入運行紊亂；檢測儀表：接收到與檢測值不對應的變化電量而指示錯誤；計數(shù)器：接收到正常計數(shù)信號以外的脈沖而出現(xiàn)無計數(shù)。圖像干擾圖象再現(xiàn)：依靠電波—熒光屏上出現(xiàn)雪花、波浪紋、顫動等—電噪聲對電視圖像的干擾。重新定義疊加于有用信號上、擾亂信號傳輸、使原來的有用信號發(fā)生畸變的變化電量，簡稱噪聲（ElectromagneticInter.)2023/2/511噪聲種類內(nèi)部噪聲熱噪聲：導體、半導體中電子熱騷動所形成的熱噪聲，遍布整個頻譜-白噪聲；所有具有電阻的元件均產(chǎn)生。散粒噪聲：電子管熱陰極發(fā)射的電子隨機變化時形成一種不規(guī)則運動而在很寬頻帶內(nèi)出現(xiàn)電壓浮動現(xiàn)象。閃變噪聲：電子管陰極產(chǎn)生的噪聲-表面漏電效應造成載流子密度的波動，低頻下最高-低頻噪聲。顫噪聲：機械振動引起電子管電極振動導致電極電流波動而產(chǎn)生的電壓波動-振動噪聲。交流哼聲：直流電路中混入交流分量而形成交流哼聲。感應噪聲：電路中器件布局、配線和接地方式不當發(fā)生靜電感應、電磁感應并通過線路耦合而形成的噪聲。斷裂噪聲：器件之間接觸不良，連線不好引起的噪聲。尖峰噪聲：切斷感性負載時發(fā)生的沖擊和衰減振蕩噪聲。振蕩噪聲：由于去耦問題放大電路部分輸出反饋給輸入而引起的振蕩。反射噪聲：高速電路在長線傳輸時由于阻抗不匹配使信號在始端或終端處發(fā)生反射，疊加與信號，產(chǎn)生畸變。2023/2/512外部噪聲來自外部電子設備和裝置的噪聲，主要有自然噪聲和來自其他設備的認為噪聲。種類產(chǎn)生原因特點大氣層噪聲（空中雷電噪聲）凡大氣層中能夠構(gòu)成電荷分離、積蓄等條件時都會產(chǎn)生充放電現(xiàn)象。如雷閃、低壓、臺風、嚴寒地帶的飛雪、火山噴煙、黃沙等。1、火花放電。2、干擾頻帶很寬，極低頻-甚高頻。3、傳送距離相當遠。4、噪聲強度和頻度隨季節(jié)、地區(qū)。太陽噪聲太陽黑子發(fā)射出的噪聲和太陽黑子增加和活動激烈時產(chǎn)生的磁暴。1、噪聲大小取決于太陽黑子的數(shù)量和活動激烈程度，有時可增數(shù)千倍。2、對無線電通訊干擾嚴重。宇宙噪聲（銀河噪聲）目前尚未探明發(fā)生原因，但已提出很多學說，如：宇宙太空電子自由轉(zhuǎn)移說，銀河系恒星體上爆炸現(xiàn)象說。1、干擾無線電通訊。2、對宇宙航行有危害。自然噪聲2023/2/513產(chǎn)生噪聲的設備噪聲源（括弧內(nèi)位產(chǎn)生原因）表現(xiàn)形式普通民用電器有觸點電器霓虹燈、彩色電珠等燈具，繼電器、電磁開關、電熱被褥、電冰箱、電熨斗等恒溫電器?；鸹ǚ烹姟㈦娀》烹姟⒚}沖噪聲有換相器的電機、電器電鉆、牙科醫(yī)療器械、汽車發(fā)動機、電吸塵器、電動攪拌機、點動剃須刀、點動按摩器等?；鸹?、電弧放電，摩擦接觸放電管熒光燈、霓虹放電管、高壓水銀燈等輝光放電電力電子裝置晶體管、晶閘管、整流器、逆變器等諧波、畸變、高頻噪聲高頻設備工業(yè)用高頻設備高頻加熱器、高頻電焊機、電子加熱器等無用信號高頻醫(yī)療設備甚高頻、特高頻醫(yī)療設備，電測儀等無用信號超聲波設備探傷儀、測探儀、超聲波清洗機、魚群探測儀無用信號電力設備電力線（輸配電線）（工頻感應、靜電感應、電磁感應）（大地漏電流）工頻或脈沖（絕緣老化、觸點金屬腐蝕、接觸不良）電暈、電弧放電電氣化鐵路車廂內(nèi)機器、整流器等（駛輪瞬時脫離鐵軌）火花、電弧放電內(nèi)燃機機動車（本身引起反射）反射點火系統(tǒng)放電發(fā)動機、電刷、喇叭、方向指示器、電壓調(diào)節(jié)器多種噪聲人為噪聲2023/2/514產(chǎn)生噪聲的設備噪聲源（括弧內(nèi)位產(chǎn)生原因）表現(xiàn)形式無線通訊設備大功率發(fā)射裝置廣播設備、雷達裝置信號發(fā)射（發(fā)報機的高次諧波）無用信號發(fā)射接收裝置電視接收機、調(diào)頻接收機、調(diào)幅接收機無用信號發(fā)射高速數(shù)字電路電子計算機時鐘發(fā)生器、開關電源等無用信號高頻脈沖核爆炸設備核爆炸時，四周的氣體發(fā)生電離，使地磁場突然異變，呈消失狀態(tài)。100kA級電磁脈沖人為噪聲無用信號——對本系統(tǒng)是有用信號，而對其他系統(tǒng)是無用信號。常模噪聲線間感應噪聲、對稱噪聲、串模噪聲、差動噪聲、橫向噪聲。噪聲入浸時往返兩條線間。見附圖共模噪聲對地感應噪聲、縱向噪聲、不對稱噪聲。噪聲入浸線路和地線間。見附圖2023/2/515RNIn/2In/2IsIsVnVn共模噪聲NVnInInRIsIs常模噪聲共模噪聲有交、直流之分，交流共模噪聲分布廣，直流共模噪聲由直流接地電位差形成。通常輸入輸出線與大地或機殼之間發(fā)生的噪聲大都是共模噪聲，信號線受到靜電感應時產(chǎn)生的噪聲也多為共模噪聲。抑制共模噪聲的方法：屏蔽、接地、隔離等。大多抑制措施都是針對共模噪聲而言的。2023/2/516噪聲發(fā)生機理和傳遞方式噪聲發(fā)生機理噪聲傳遞方式噪聲耦合機理2023/2/517噪聲發(fā)生機理（1）種類發(fā)生機理典型情況放電噪聲火花放電線路絕緣損壞造成放電靜電放電靜電放電引起火花放電持續(xù)放電電暈、輝光、電弧放電使部分線路絕緣損壞直擊雷天空云層和大地地表之間的放電接觸噪聲靜態(tài)接觸接點的接觸壓力改變，引起接觸電阻變化沖擊在沖擊過程中的接觸電阻變化振動機械振動引起接觸電阻變化表面損壞接點表面損壞引起的電阻變化觸點抖動觸點斷開又閉合時的抖動狀態(tài)引起斷續(xù)電流觸點不完全接觸觸點的面或點未完全斷開和閉合的斷續(xù)狀態(tài)電極電荷起伏、電極電壓波動醫(yī)用電子設備電極處的電壓波動金屬氧化物整流、檢波輸出金屬氧化物的調(diào)制檢波熱電動勢、直流成分不同金屬材料接觸處溫差所引起的電動勢金屬接觸面的斷-續(xù)接觸金屬接觸面斷-續(xù)接觸引起的電流、電壓變化電感電容元件的振蕩LC微弱振蕩形成的無用信號2023/2/518噪聲發(fā)生機理（2）種類發(fā)生機理典型情況過渡性噪聲高速數(shù)字電路的電源通-斷集成電路中的過渡過程尖峰電流接通時沖擊電流白熾燈和電動機的沖擊電流動力線過渡電壓線路通-斷或故障時的異常電壓感應雷云層在導線上感應的電荷放電成為自由電荷，是電力線上的行波電子開關的動作電子開關器件的相位控制無用信號工頻電源的非預期信號電源哼聲、波形畸變無線電頻率高頻設備、發(fā)報機、振蕩器等的高頻信號脈沖信號數(shù)字電路等的數(shù)字脈沖信號擴散無用發(fā)射發(fā)射機高次諧振，接收機局部震蕩反射波信號本身的延遲信號空中的反射波不匹配傳輸線路阻抗不匹配引起的反射2023/2/519噪聲傳遞方式傳遞途徑傳遞方式?jīng)Q定因素噪聲表現(xiàn)方式導線傳導經(jīng)導線浸入干擾的模式常模噪聲：疊加于往返兩線間的噪聲共模噪聲：疊加于線路和地線間的噪聲浸入的線路電源線：從電源電路浸入的噪聲信號線：從信號輸入線、輸出線浸入的噪聲控制線：從控制線浸入的噪聲空間輻射輻射電磁場距離輻射源波長電磁波感應平行配線和多芯電纜等近距離電磁場靜電感應：高阻抗電場靜電耦合電磁感應：地阻抗磁場電磁耦合大地和接地電路地線傳導地線感應地線上出現(xiàn)的噪聲電壓靜電耦合：由地線浸入的噪聲電磁耦合：有地線浸入的噪聲電導耦合：外電流流入裸線天線效應：接地線成為天線接地噪聲地電流共模噪聲：接地點間的電位差2023/2/520噪聲耦合機理類別項目靜電感應電磁感應公共阻抗耦合漏電流耦合等效電路經(jīng)導線浸入公式估算V2=jωCV1Z2

V2=jωMI1

V2=RI1+jωLI1

V2=V1Z2/R

與實際器件的對應狀態(tài)元件內(nèi)部的分布電容（電阻器）（線圈）元件內(nèi)部的耦合電容（光耦合器）（大功率繼電器）（干簧繼電器）元件相互間元件-大地端子或插座引腳間印制板導線間配線間、電纜相互間電纜芯線間電纜-大地間電磁元件漏磁通（變壓器）（線圈）（繼電器）（扼流圈）印制板導線間電纜間的互感交流電源阻抗（電源變壓器）（配電線）直流電源阻抗（輸出阻抗）導線阻抗（供電線）（條形電源母線）（小型母線）（印制板導線，特別是共用零線）（共用接地線）印制電路板表面（尤其靠近運算放大器的輸入端）端子板表面繼電器端子間加熱爐加熱器熱電偶電容器等的漏電流~V2Z2V1CV2Z2~I1MV2Z2~RLI1V1~Z2V2R2023/2/521類別項目靜電感應電磁感應公共阻抗耦合漏電流耦合防止噪聲耦合的主要方法減少噪聲電壓V1抑制高頻分量（或抑制電壓的急劇變化）減少耦合電容（隔離、減少導線平行長度、或減少相對部分的面積）（加屏蔽）減少付邊阻抗Z2減少噪聲電流I1

抑制高頻分量（或抑制電流的急劇變化）

減少互感（隔離，將線圈的朝向錯開，增加相互間距離，減少環(huán)路面積）（磁屏蔽）（用雙絞線）減少噪聲電流I1抑制高頻分量（或抑制電流的急劇變化）抑制電阻分量R（也注意集膚效應）抑制本身電感L（導線截面積、編織線、無感線圈）減少噪聲電壓V1增加絕緣電阻R（改善材料、爬電距離、表面處理等）隔板減少付邊阻抗Z2噪聲耦合機理2023/2/522描述噪聲的常用術語噪聲頻譜噪聲溫度信噪比噪聲系數(shù)2023/2/523噪聲頻譜頻譜分析（付里葉變換）是度量噪聲的主要工具，統(tǒng)計方法分析：1、發(fā)生頻度；2、振幅分布；3、振幅有效值和離散度；4、功率噪聲溫度噪聲溫度也是描述噪聲的一種方法—折合熱噪聲法，因為熱噪聲是溫度的函數(shù)。電阻元件有效噪聲功率譜密度和溫度的關系：N=kT，T—電阻溫度；k—波爾茲曼常數(shù)。信噪比電子系統(tǒng)某一特定點處信號功率和噪聲功率的比值，特反映該點處信號和噪聲強度的相對狀況，信號小于噪聲，信號便淹沒在噪聲中，只有信號大于噪聲時，才易從噪聲中檢出有用信號。噪聲系數(shù)一個電路輸入端的信噪比除以輸出端信噪比的商（NF)，它是反映電路內(nèi)部噪聲的重要參數(shù)之一。發(fā)送量敏感度發(fā)送量：噪聲源發(fā)出的噪聲能量，用噪聲頻譜和功率描述。敏感度：電子設備由于受到電磁干擾產(chǎn)生不應有響應的程度。2023/2/524抑制電磁干擾的一般措施措施適用范圍方式方法舉例電路器件旋轉(zhuǎn)機械用RC電路、LC濾波器等繼電器、線圈等用RC電路、二級管、浪涌吸收器等電子電路用旁路電容器、壓敏電阻、積分電路、光電隔離器等濾波電源回路用電源變壓器、常模或共模濾波器、非線性電阻等信號回路用傳輸濾波器、共模濾波器等屏蔽殼、套、罩用機殼、盒、箱，屏蔽網(wǎng)、板，屏蔽室等封裝插件用襯、墊圈、密封材料等布線配線用分開走線、扭絞線、屏蔽線、同軸電纜等連接器用帶屏蔽的接插件、濾波連接器等接地結(jié)構(gòu)（件）通過建筑物、機房、室、柜、箱、盒、屏、底盤等電路、導線各種電纜的外皮等2023/2/525檢查電磁干擾及預防失誤電源方面工藝設計方面電路設計階段集成電路器件信號波形印刷電路板可調(diào)節(jié)部位組裝及加工2023/2/526本設備運行時對其他裝置有無噪聲干擾？首要問題電路設計階段綜合檢查項目對裝置所處環(huán)境調(diào)查,存在干擾？采用適當措施避免之。掌握裝置安裝現(xiàn)場電源變化和溫度變化范圍，根據(jù)此進行設計接通和斷開負載、加載、卸載及調(diào)試時產(chǎn)生的浪涌是否能損壞集成電路？若存在要克服。輸出電路有大電容時，有無防止沖擊電流和過電壓等措施。幾個帶電流源的集成電路是否采用了“與”接線？若有時更換方案VCC電路短路時是否有保護功能？—短路保護裝置2023/2/527通-斷電源時是否產(chǎn)生尖峰脈沖？若有要采取措施。電源方面的檢查項目電源電壓波動是否超過規(guī)定值？電源瞬時變化時，電子設備的工作是否穩(wěn)定？連續(xù)運行時是否有局部溫升現(xiàn)象？集成式電源電路和運算放大器等是否發(fā)生自鎖現(xiàn)象？對集成電路于開關動作時產(chǎn)生振蕩是否已有預防措施？集成電路的輸出是其他電路的輸入時，其輸出電平超過要求值？輸入輸出接口的電平是否匹配？2023/2/528對集成電路的不用輸入端是否作了適當處理？若不加處理，任憑其開路，會起天線作用把外來噪聲接收進來。集成電路器件檢查項目高電平負載電阻和低電平接地電阻值是否適宜？對集電極開路的集成電路，其輸出端連接TTL和晶體管時，為保證噪聲容限，應該在Vcc線之間接入上拉電阻，阻值與扇出數(shù)有關，大致為1~10k。低電平接地電阻的大小必須使輸入電平保持為低電平。時鐘脈沖和其他工作波形是否正常？務必保證其前后沿的陡度、脈沖寬度。觸發(fā)器的觸發(fā)脈沖是否超過必要寬度？否則在觸發(fā)脈沖輸入期間接收干擾信號而發(fā)生錯誤翻轉(zhuǎn)。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器是否有防誤動作的有效措施？否則，有窄干擾脈沖時會改變狀態(tài)，可接入積分電路，消除高速噪聲。信號波形的檢查項目2023/2/529每塊印刷電路板的Vcc-GND之間是否接有旁路電容？降低印刷電路板內(nèi)部的電源阻抗。印刷電路板的檢查項目印刷電路板連成系統(tǒng)后調(diào)整工作要充分。在設備運行過程中，在拔插暫時不用的印制板時是否會對其他電路板產(chǎn)生影響，或者是否會引起別的故障？多塊印制板地線之間存在電位差否？電位差越小，抗干擾度越高屏蔽線外層和地線是否形成兩點或兩點以上的多點接地狀態(tài)？應為一點接地。信號線是否靠近動力線？距離越近越容易受到靜電感應和漏電流的影響。交流中線（交流地）是否與數(shù)字設備機殼、機柜等的接地線相聯(lián)接？交流地與直流地必須嚴格分開。否則會通過回路阻抗引入干擾。2023/2/530雙列直插式集成電路的引腳端子是否彎折或被彎折過？組裝操作的檢查項目裝配時集成電路的各個引腳是否有應力？電烙鐵是否漏電？最好使用15W烙鐵，鐵別注意其分布電容的大小。裝配作業(yè)中使用的鉗子、螺絲刀等工具是否被磁化？定期去磁。印刷電路板設上是否有跨接焊橋或劃損部分？仔細檢查印刷電路板。集成電路器件是否落入靜電形成的高電場？特別對MOS集成電路或場效應管，焊接錢先短接，焊接完后在剪去引腳線。集成電路引腳的焊接溫度是否已控制在260度以下？每個焊點的焊接時間是否保證在10s以內(nèi)？熱浸焊最佳。2023/2/531模擬放大電路是否設計在線性范圍的中心點附近工作？補償電壓調(diào)節(jié)電路和偏壓電路的投入是否適宜？補償電壓和偏壓設置一定要正確。可調(diào)部位的檢查可臺部分設定位置是否有明確指示并且是否固定？可調(diào)部分要指示明確，固定牢靠。否則振動會引起誤差，甚至錯誤。印刷電路板上安裝集成電路、電容器、電阻器等用的安裝孔是否適宜？安裝孔大小、孔與孔之間距離的遠近都與器件引線的長短有密切關系，引線長短會改變電感的電阻值。雙面印刷電路板的接線通孔不能和集成電路的安裝孔使用同一個孔。集成電路、電阻器、電容器的安裝孔與雙面板的通孔要分別設置。印刷電路板的板材是否能承受一定的機械應力？1~2年后印刷板彎曲試驗時經(jīng)常出現(xiàn)器件松動和配線不穩(wěn)定，是造成誤動的原因。工藝設計方面的檢查2023/2/532電子控制設備的噪聲及特點常見噪聲電網(wǎng)噪聲信號傳輸線噪聲直流電源噪聲瞬變噪聲靜電放電噪聲其它噪聲2023/2/533常見噪聲噪聲種類噪聲分析方法電控設備及系統(tǒng)噪聲分析2023/2/534噪聲源對電控設備而言：噪聲總是發(fā)生在電流和電壓劇烈變化的部位，即電荷劇烈移動的部位。所以躁聲源可分為：放電躁聲源、浪涌躁聲源、震蕩噪聲源。常見噪聲源放電噪聲源雷電、靜電、蜂鳴器、電動機的電刷跳動、電火花加工機床、大功率開關的觸點。浪涌躁聲源交流系統(tǒng)中，大型旋轉(zhuǎn)機械電動機起動電流、電爐或白熾燈的合閘電流、開關調(diào)節(jié)器的導通電流、晶閘管功率控制設備等。直流系統(tǒng)中：直流繼電器、數(shù)字電路開關元件、汽車點火器等高頻振蕩噪聲直流-直流變換器、開關電源、無線電收發(fā)兩用機2023/2/535源的性質(zhì)自然噪聲源、人為噪聲源（可預見還是不可預見型）噪聲源分析方法源的位置設備內(nèi)部、外部，浸入點：電源（脈沖型、持續(xù)型）、信號、靜電放電。欠壓、過壓、波形畸變是持續(xù)型干擾。傳遞方式沿導線傳遞、空間輻射。波形是諧波、脈沖還是雜亂波。作用方式是對稱、不對稱（即是常模噪聲還是共模噪聲）。發(fā)生機理是電磁感應、靜電感應還是輻射。電流變化產(chǎn)生電磁感應和輻射；電壓變化產(chǎn)生靜電感應和輻射。2023/2/536動力線浸入的傳導干擾電控系統(tǒng)噪聲分析由數(shù)據(jù)線、通訊線浸入的傳導干擾直接混入電子設備的輻射干擾經(jīng)動力線混入的輻射干擾經(jīng)數(shù)據(jù)線、信號線混入的輻射干擾電子設備本身產(chǎn)生的電磁干擾2023/2/537電網(wǎng)噪聲脈沖噪聲持續(xù)噪聲諧波噪聲抑制方法2023/2/538在高壓電網(wǎng)產(chǎn)生的原因1、高壓線路中高壓斷路器對負荷的通斷操作。2、補償電容器組的投切操作。3、發(fā)生間歇性電弧。4、變壓器勵磁電流的切斷。5、故障跳閘操作。6、自然雷擊。脈沖噪聲傳播途徑1、分布電感、分布電容耦合。2、變壓器傳導。3、故障時傳導。4、接地故障時所產(chǎn)生的強烈電磁場感應。瞬變噪聲干擾脈沖特點波形多為重復性振蕩脈沖，振蕩頻率5KHz~10kHz，脈寬：50μs，脈沖重復率：1~100t/s，間峰電壓：200~3000V，有效電流：<50A2023/2/539在低壓電網(wǎng)產(chǎn)生的原因1、低壓線路中低壓斷路器對負荷的通斷操作。2、熔斷器熔斷。3、斷開感性負載，如繼電器、變壓器等。4、雷電。5、投入補償電容器組。脈沖噪聲傳播途徑1、分布電感、分布電容耦合。2、變壓器傳導。3、故障時傳導。4、接地故障時所產(chǎn)生的強烈電磁場感應。瞬變噪聲干擾脈沖特點德國測量：脈沖噪聲，幅值：可達2000V，前沿：可達20ns美國測量：開關負載和雷電是產(chǎn)生浪涌的主要原因，幅值：2500V，單方向脈沖，振蕩脈沖：1~2MHz，持續(xù)時間：5~20μs。配電網(wǎng)發(fā)生概率很高。俄國：電網(wǎng)中正負脈沖噪聲的情況基本相同，但其量值隨場合不同而異，每晝夜：幾百~幾千個，幅值：1~1.5kV，寬度：幾十納秒。脈沖間隔分布：指數(shù)函數(shù)。2023/2/540持續(xù)噪聲種類1、電壓幅值持續(xù)地低于正常值的欠電壓。2、電壓突然短時低于正常值的電壓缺口或跌落。3、電壓跌落到零并可能持續(xù)一定時間的瞬時斷電。4、電壓幅值超過正常值的過電壓。持續(xù)噪聲產(chǎn)生持續(xù)噪聲原因1、過載或短路時斷路器動作所引起的0.5s以上的停電；2、大型異步電動機起動、熔斷器熔斷、雷電造成短時擾動；持續(xù)噪聲特點1、380V電網(wǎng)：幅值可達額定值的+10~-50%;2、過電壓較欠電壓幾率少；3、IBM測試：夏季：1~2次/月，時間達0.3s，全年25~300次出錯或停機。4、實驗室數(shù)據(jù)：95%單相，4%兩相，1%三相。機械制造廠電網(wǎng)：1次欠電壓/2~3小時，幅值40V，時間2s，1次過電壓/5~6小時，幅值17V,最長時間0.8s。2023/2/541諧波噪聲的產(chǎn)生開關電源、大功率開關、直流-直流變換器諧波噪聲諧波特點1、380電網(wǎng)僅有奇次諧波；2、5次-3V，7次-2.5V，9次-0.4V，11次-0.8V，次數(shù)越高幅值越低；2023/2/542雷電浪涌1、直擊雷：避雷針、避雷器等設施2、感應雷：對設備或線路施加靜電屏蔽措施。電網(wǎng)噪聲抑制傳輸噪聲1、高頻噪聲和尖峰噪聲—低通濾波和雙重屏蔽變壓器；2、電壓波動—穩(wěn)壓變壓器；3、高頻加熱、電焊機產(chǎn)生的高頻噪聲—低通濾波（但對勵磁用流及超聲波產(chǎn)生的噪聲效果不明顯）。AC220V低通濾波器雙重屏蔽變壓器穩(wěn)壓變壓器控制系統(tǒng)的直流電源交流電網(wǎng)傳輸噪聲的抑制措施2023/2/543信號傳輸線上的噪聲外部噪聲外部電場和磁場引起的噪聲公共阻抗產(chǎn)生的噪聲2023/2/544雷電時的噪聲如架空電話線：中等雷電時，信號線上出現(xiàn)20次100V以上脈沖、1次400V以上脈沖。信號線上的外部噪聲長線入口處噪聲100~300m長線入口：外部脈沖幅值—10V；脈寬—幾十納秒~1秒；頻次—幾次~幾百次；幅度分布—對數(shù)；脈沖分布間距—指數(shù)。切換電源引發(fā)的噪聲脈沖干擾：幅值—10V；脈寬—60~400ns；數(shù)量—1~300個。電子裝置接地點接地點電位差引起干擾：主要由地線與供電回路間的感性、容性、電阻性耦合程度決定。地電位差的頻譜寬、幅值可達幾十毫伏，最大5伏。2023/2/545電場強度1v/m，較近時10V/m，可產(chǎn)生干擾信號。外部電場和磁場引起的噪聲磁場強度據(jù)雷擊點100m處脈沖磁通密度可達10-3T，相應的磁場強度可達800A/m。脈沖干擾特性脈沖平均幅值：0.4~0.6V；最大值〉20V，平均寬度：250~5000ns，最大值：4~40μs；脈沖束中含1~30個；平均每小時出現(xiàn)100~250次。靜電放電靜電放電是電場干擾的普遍形式之一，空氣相對濕度為30~40%時，人體所帶靜電電壓可達5~10kV。人體觸及電控設備時可產(chǎn)生干擾。2023/2/546公共阻抗電源、輸入、輸出信號之間的共用零線上的分布電阻、分布電感、分布電容。有電流通過時會產(chǎn)生壓降，瞬變和高頻電路中較嚴重。公共阻抗產(chǎn)生的噪聲集成電路克服集成電路供電線路過渡過程電流引起的噪聲，要求：減小導線電感值，電路板網(wǎng)狀設計技術；分散供電方式，降低電源線的電位波動。輔助措施：旁路電容—電源入口（鉭電容），集成電路（陶瓷電容）、公共阻抗噪聲注意集成電路中接地點的選擇，尤其是信號接地點的選擇。對于功率放大器，負載地線上有大電流，集成電路的地與負載側(cè)地及電源地在同一點接地。2023/2/547電源交流電源直流電源噪聲直流電源非穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓電源變壓器穩(wěn)壓器逆變器電池電源整流電源穩(wěn)壓電源非穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓器逆變器電源種類2023/2/548噪聲種類1、包含在輸出電壓中的常模噪聲。2、進入電源輸入端之間的常模噪聲。3、電源和輸出之間以及電源、輸出與機柜之間所產(chǎn)生的共模噪。4、由開關元件的電磁作用所形成的輻射干擾。5、由變壓器漏磁通、配線電感引起的噪聲。直流電源噪聲抑制措施1、二級管、變壓器。2、吸收電路。3、交、直流濾波器。4、屏蔽變壓器和機殼。5、工頻整流裝置—靜電屏蔽。6、高頻開關電源—線路濾波器。2023/2/549優(yōu)缺點優(yōu)點：體積小，重量輕，效率高（60~90）%。缺點：梯形波、諧波噪聲大，噪聲頻域?qū)?，高頻輻射嚴重（固有特性)。開關電源噪聲抑制措施減小開關電壓差值、增加開關時間、降低開關頻率三種措施與開關電源優(yōu)點相悖。即不能從削弱干擾源的角度出發(fā)，而應從抑制干擾的傳播途徑出發(fā)。設置進線濾波器、輸出濾波器、旁路電容器、浪涌吸收器、電磁屏蔽、合理布線等措施。2023/2/550特點頻譜寬、能量大，對固體組件危害大。瞬變噪聲來源感性負載或容性負載快速切換時，電感中的電流、電容中的電壓變化快而產(chǎn)生的噪聲。切換繼電器繼電器斷電時，直流母線上的瞬變電壓峰值可達幾千伏，其脈沖功率足以損壞半導體器件。且含有豐富的諧波，它通過導線間的分布電容、絕緣電阻浸入邏輯控制系統(tǒng)，引起誤動。切換電容器切換電容器時，產(chǎn)生的脈沖電流在導線上產(chǎn)生明顯的電壓降，干擾其他電路，使邏輯電路無動作。脈沖電流流過公共地線時，地線上發(fā)生的瞬變電壓峰值可達幾伏。傳遞方式沿導線傳導、空間輻射、互感耦合、分布電容耦合。2023/2/551抑制直流感性負載瞬變噪聲的方法1、隔離和濾波措施較難奏效。2、線圈兩端并聯(lián)放電回路，消除噪聲源。

1）并聯(lián)電阻

2）并聯(lián)放電二極管，耐壓值為負載電壓的3倍。

3）并聯(lián)RC支路—R=10~100Ω

，C=0.1~0.5μF4）并聯(lián)電阻-二級管支路。

5）并聯(lián)雙向二極管或穩(wěn)壓管。3、在觸點兩端采取措施。

1）觸點兩端并聯(lián)RCD支路。

2）觸點兩端并聯(lián)穩(wěn)壓管。

3）觸點兩端并聯(lián)RC支路瞬變噪聲2023/2/552抑制交流感性負載瞬變噪聲的方法1、除電源外，其余特征與直流情況相似，措施也相當。2、電阻抑制方式3、阻容抑制方式：4、雙向穩(wěn)壓管抑制方式：5、觸點兩端接電容的抑制方式：6、過零切斷開關—交流同步開關—無噪聲開關。

瞬變噪聲2023/2/553抑制容性負載瞬變噪聲的方法1、限流法2、高阻抗源的開關方法。3、簡單的電阻限流法。4、改進的電阻限流法，電容放電時經(jīng)過電阻R，而充電時不通過R。5、采用方法4對晶閘管進行保護。6、電力系統(tǒng)中補償功率因數(shù)的電容不能采用上述方法，而要采用電感法，不過必須注意諧振問題。

瞬變噪聲2023/2/554起因兩種物質(zhì)的物體相互摩擦時，正負極性的電荷分別積蓄在兩種物體上。工作服和內(nèi)衣摩擦時發(fā)生的靜電是人體帶電的主要原因之一。靜電噪聲特點靜電放電屬于脈沖式干擾，干擾程度取決于脈沖能量和脈沖寬度。傳遞1、在電子控制設備的信號線或地線上直接放電，造成誤動作。2、在電子控制設備金屬外殼上放電—最常見，放電電流流過金屬外殼，產(chǎn)生電場和磁場，通過分布阻抗耦合到殼內(nèi)的電源線、信號線等內(nèi)部走線，引起誤動作。通過四種方式形成干擾：電感耦合；電容耦合；輻射電磁場；放電電流在導線上形成的電位差。2023/2/555靜電噪聲抑制方法1、抑制靜電放電

1）避免產(chǎn)生靜電—使用抗靜電材料；勿穿化纖衣；佩戴金屬接地鏈；環(huán)境濕度〉40%。

2）提高電子設備表面的絕緣能力。2、抑制靜電感應

1）縮短信號線，減少外露面積；

2）降低電路阻抗；

3）信號線采用屏蔽線；

4）整個系統(tǒng)置于屏蔽罩內(nèi)；

5）線間屏蔽，防止串擾。

6）采用差動輸入輸出電路，減少共模噪聲的影響。3、抑制電磁感應

1）系統(tǒng)遠離有放電感應的部位；

2）信號線與有感應電流的導線相互垂直；

3）縮小信號回路的環(huán)流面積，采用對絞線；

4）加粗設備接地線，信號線與接地線平行；4、抑制傳導耦合

1）縮短公共阻抗部分的導線長度；

2）機柜接地與系統(tǒng)接地分開；

3）禁止使用串聯(lián)型接地方式；

4）提高電子設備自身的抗噪能力（線路濾波器、屏蔽等）

2023/2/556其他噪聲開關觸點噪聲沖擊電流噪聲印刷板輻射噪聲機動車點火噪聲晶閘管噪聲2023/2/557起因運行時產(chǎn)生高次諧波，使電源波形畸變，產(chǎn)生300kHz以上的高頻噪聲—電網(wǎng)污染源。晶閘管噪聲特點經(jīng)頻譜分析知：諧波在50~500kHz時，高次諧波幅值與頻率成反比；當諧波在1~5MHz時，高次諧波的幅值與頻率平方成反比。對中波影響大，對短波影響小。低頻噪聲抑制1、污染源：交流開關、軋鋼機、電氣化鐵路直流裝置、電爐交流控制等，低頻區(qū)高次諧波電流大。危害：波形畸變、電源輸出電壓低、電源所接變壓器、電動機、補償電容發(fā)熱，觸發(fā)器工作混亂、控制失控。2、通信線路遠離晶閘管裝置，置于鋼管、銅管、鋁管內(nèi)。管壁越厚、導電率越高、高頻屏蔽效果越好。3、增加整流裝置的整流相數(shù)，多相控制，諧波下降。4、電源側(cè)接入LC諧振濾波器，削弱5、7次諧波。2023/2/558晶閘管噪聲射頻噪聲抑制1、500kHz~5MHz的高頻噪聲處于調(diào)幅廣播頻帶，形成射頻干擾（RFI），部分高頻能量除輸給輸入輸出線路后向空間發(fā)射，干擾電力線附近的電信設備（傳導RFI），部分由晶閘管直接向外發(fā)射，浸入附近的無線電，形成輻射RFI。2、抑制晶閘管電流上升率di/dt，在晶閘管支路中串入電抗器或磁環(huán)，可得到10dB的抑制效果；晶閘管陰陽極之間并聯(lián)RC，抑制關斷時的振蕩，削弱RFI。3、裝置的輸入輸出線串接高頻濾波器，配置正確時，可得到20~60dB的衰減效果。4、對產(chǎn)生RFI的設備和導線用金屬網(wǎng)予以屏蔽。2023/2/559開關觸點噪聲起因觸點切斷交流、直流感性負載時，產(chǎn)生浪涌電壓和火花，即放電現(xiàn)象，還有電動機的電刷回路也產(chǎn)生放電，這是產(chǎn)生火花噪聲的代表。電極轉(zhuǎn)動時電刷與整流片接觸處的電流時通時斷，形成過電壓和過電流，產(chǎn)生干擾，過電壓幅值超過氣隙擊穿電壓時，放電，火花形成。特點過電壓幅值超過數(shù)千伏，高次諧波頻率高達5MHz。抑制1、低頻高壓噪聲：靜電屏蔽—抑制靜電耦合傳遞2、高頻噪聲：前后沿很陡的脈沖，線路濾波器或屏蔽線—抑制其輻射傳遞。3、觸點：開關量信號—施密特觸發(fā)器，利用其大時間常數(shù)來消除觸點跳動的影響。2023/2/560沖擊電流噪聲起因特點利用開關器件閉合感性負載，如白熾燈、電動機、變壓器，沖擊電流有時可達額定電流的6~10倍，向微機系統(tǒng)供電的開關型調(diào)壓器沖擊電流可達40~70A，白熾燈短時可達10~15A。抑制1、恒流源供電法：負載阻抗變化對負載電流影響不大。2、串聯(lián)電感法：適用于容性負載，限制電流上升率。3、兩級操作法：適用于重負載電路，電源接通瞬間，繼電器接點并聯(lián)限流電阻起限流作用，合閘后，該接點閉合，達到正常運行。2023/2/561印制板輻射噪聲起因特點視頻信號（CRT），30MHz~1GHz，峰值高，強輻射，彩色CRT較黑白CRT更強。視頻信號輻射噪聲大多發(fā)生在所用的印刷電路板上。傳遞途徑1、印制板中信號經(jīng)接地回路傳送到機殼，引起諧振，由機殼向外輻射強烈的噪聲。2、印制板中的信號同時經(jīng)過信號電纜向外輻射噪聲；3、印刷電路板本身也直接向外輻射噪聲。抑制措施1、是用多層印刷電路板，結(jié)構(gòu)上屏蔽，減少向外泄漏噪聲。2、單層印刷電路板的“滿接地”，即加粗地線。3、置鋁板、或鐵板于印刷電路板背面，等價多層印制板的效果。2023/2/562常用的抗干擾元器件電容器電阻器浪涌吸收器濾波器變壓器導電塑料光導纖維2023/2/563電磁兼容設計的三項原則原則1、抑制噪聲源的措施—積極抗干擾措施2、切斷噪聲傳遞途徑—消極抗干擾措施3、降低受擾設備噪聲敏感度—預防性抑制干擾措施貫穿過程設計階段—試制階段—生產(chǎn)階段—現(xiàn)場安裝—調(diào)試階段—投產(chǎn)運行—生產(chǎn)維修。各階段側(cè)重解決的問題和采取措施的重點不同，但相互關聯(lián)常規(guī)衰減噪聲措施1、吸收浪涌電壓：二級管、壓敏電阻等2、隔離電源噪聲：隔離變壓器。3、濾除干擾：線路濾波器。4、旁路、吸收、隔離、去偶：電阻器、電容器、電感元件組合。5、新抗干擾措施：光導纖維、導電塑料2023/2/564電容器極限特性模擬電路中應用數(shù)字電路中應用應用中注意事項種類及選用2023/2/565電容器簡介作用電子線路中不可短缺的無源元件，在瞬變過程中它可以充放電，所以可以實現(xiàn)信號的耦合、微分、積分、濾波作用，還可實現(xiàn)對干擾信號的去偶和旁路。說明1、介質(zhì)損耗：D=ωCRe

，越小越好，f<100kHz時，宜采用有機薄膜介質(zhì)電容，f>100kHz時，宜采用陶瓷或云母電容。損耗大時，電解電容發(fā)熱。2、Ri，電容器儲能性能的重要參數(shù)，〉103MΩ

。3、Le，高頻旁路時的重要參數(shù)，陶瓷和鉭電容Le值小。4、R1C1，吸收特性，即電容器自充電現(xiàn)象，產(chǎn)生干擾。有機薄膜電容介質(zhì)吸收現(xiàn)象不明顯，聚苯乙烯電容性能更好。LeReRiR1C1CC-靜電容；Le-等效串連電感；Ri-絕緣電阻；Re-等效串聯(lián)電阻；R1C1-介質(zhì)吸收因子。2023/2/566電容器種類容量1、固定電容器2、可變電容器3、微調(diào)電容器使用頻率1、高頻電容器；2、低頻電容器。1、紙介電容器；2、有機薄膜介質(zhì)（如聚酯樹脂、聚苯乙烯等）電容器；3、云母電容器；4、陶瓷電容器；5、玻璃電容器；6、鋁電解電容器；7、鉭電解電容器；8、氣體介質(zhì)電容；9、液體介質(zhì)電容器。材料2023/2/567種類優(yōu)點缺點注意事項鋁電解電容器容量大、體積小、價格便宜電感大、限用于低頻、有極性額定電壓80%左右使用鉭電解電容器阻抗低、較鋁電解電容使用頻率稍高，對時間、溫度、沖擊等都較穩(wěn)定成本高、有極性紙介聚酯樹脂電容器較鉭電容的阻抗小無大容量產(chǎn)品云母、陶瓷電容電感和串聯(lián)電阻非常小、穩(wěn)定性特別好耐瞬變電壓能力弱，容量小聚苯乙烯電容器串聯(lián)電阻非常低，性能很好成本高、容量小常用電容器的特點2023/2/568電容器極限特性工作電壓云母、鉭、聚苯乙烯電容工作電壓為50%額定電壓時，故障率大大降低。電解電容、金屬紙介類電容工作電壓應接近額定電壓，若較額定電壓低很多，損耗增大，故障率增高。鉭電容器噪聲抑制元件，置于印刷電路板上。環(huán)境溫度要適當，60度的環(huán)溫較25度環(huán)溫故障率增高2~10倍。采取措施降低環(huán)溫。溫度2023/2/569電容器在模擬電路中應用運算放大器常與其他電路供電源，電源線長，阻抗大，高頻時易產(chǎn)生振蕩。正負電源與地之間并聯(lián)0.1~1μF

陶瓷電容，縮短電容引線。若為高速脈沖，也可使用鉭電容旁路。高增益放大器這類放大器在高、低頻時都易發(fā)生振蕩，可用穩(wěn)壓電源抑制振蕩，另外也要增加去耦電容。電源線公共阻抗易形成反饋造成振蕩，應根據(jù)振蕩頻率可以在電源線中斷開接入50Ω

電阻，正負電源線之間再接入0.1μF

陶瓷電容去耦，抑制振蕩。功率放大器2023/2/570電容器在數(shù)字電路中應用噪聲產(chǎn)生條件對于TTL電路，動作速度5~10ns，在瞬變電流和公共阻抗（電源和地線之間存在電阻電感）作用下，會產(chǎn)生開關噪聲，導致數(shù)字電路產(chǎn)生誤動作。被保護器件觸發(fā)器、移位寄存器、計數(shù)器等通電時需要復位的器件，對RS觸發(fā)器的所有輸入端和地之間都應接入陶瓷電容器，增強抗噪能力，預防誤動作。每個集成電路都接入高頻特性好的旁路電容器（0.01~0.1)。用于抑制開關噪聲和電源尖峰電流。在印刷電路板的電源入口接入10~50μF

鉭電容。抑制措施2023/2/571開關噪聲波形2023/2/572使用電容器時的注意事項注意一務必縮短電容器的引線，因為電容的阻抗并不隨頻率的升高而降低，而在其諧振頻率f0

時最低，高于f0

時呈感性，低于f0

時呈容性。注意三高低頻電容必須分開布置，鉭電容對低頻效果好，而陶瓷電容對高頻效果好，所以前者應安裝在電路板電源入口處，陶瓷電容應布置在各集成電路的入口處。在設計印刷電路板時，陶瓷電容器的安裝孔距必須與電容器的實際孔距一致，否則電容器的引線就會加長，增加了電容器的電阻和電感。注意二注意四旁路電容器的位置較縮短引線更為重要，必須布置在每個集成電路的VCC

和GND的入口，若置于遠離集成電路的VCC

和GND之間，也是無濟于事的。2023/2/573印刷電路板電源與集成電路的配線導線連到此處導線連到此處2023/2/574電阻器剩余阻抗與補償噪聲降額應用噪聲抑制種類及噪聲2023/2/575電阻器種類和噪聲功能1、固定電阻器；2、可變電阻器噪聲起因熱噪聲和電流噪聲是電阻器的必然結(jié)果，這是由于電阻體內(nèi)載流子濃度變化而導致導體電子無規(guī)則熱運動而產(chǎn)生的。噪聲越小，電阻性能越好。k-波耳茲曼常熟；T-絕對溫度；B-噪聲帶寬；R-電阻值。熱噪聲電壓大小與帶寬和電阻值方根成正比，與材料和形狀無關，但電流噪聲與電阻結(jié)構(gòu)有關，即同一阻值的碳膜電阻和金屬膜電阻，盡管材料不同，但熱噪聲相等，而電阻器的性能隨制造方法而異。按電感分量：繞線型〉薄膜型〉合成型按熱噪聲：繞線型<薄膜型<合成型電阻功率越小噪聲越大，噪聲（1/2W)=3噪聲（2W)1、繞線型；2、薄膜型；3、合成型材料體積、使用場所、噪聲性能、額定電壓、溫度系數(shù)、額定功率?？紤]指標2023/2/576剩余阻抗和補償措施剩余阻抗一個電阻通過交流電流時，在一定頻率下呈現(xiàn)出電感性或電阻性，從而使電子電路的工作狀態(tài)發(fā)生變化。等效電路如下圖所示，R=特性最好,R>呈容性，R<呈感性。這時的電容叫分布電容，電感叫剩余電感?？梢?，電阻設置不妥，會使其頻率特性發(fā)生變化。采用電阻頻率特性補償電路，呈容性時接入電感電阻補償，呈感性時，接入電阻電容補償，這種方法不常用，只有一些精密電路，而且噪聲頻率已知時方可采用，最妥的辦法就是慎重選擇電阻的類型和阻值，高阻下不可通過頻率較高的電流。補償措施2023/2/577電阻器的降額使用降低功率使用電阻工作時產(chǎn)生功耗—周圍溫度升高—改變自身電阻值—電子電路精度降低。一般額定功率為使用功率的50%，特別精密的電路額定功率為使用功率的30%。脈沖負載時，繞線電阻的額定功率為使用功率的40%，碳膜、金屬膜電阻的額定功率為使用功率的20%。盡管一般的電子電路設計時不將電壓作為電阻設計的主要因素，但也必須考慮它的實際耐壓或者實際壓降，一般情況下，電阻的額定電壓應該為最高使用電壓的75%。在高壓電路中，考慮塵埃和溫度因素，額定電壓應該為最高使用電壓的50%。降低額定電壓高頻電路中，由于分布電容影響，選用阻值低、體積小的電阻，對于繞線電阻，要盡量選擇分布電容小的電阻。長期溫升超過允許值時，故障率增高，所以不論對于何種電阻，降低負載使用，會降低其實際溫升，只要表面溫度小于40度，基本不會使其故障率升高。降低頻率溫升2023/2/578用電阻器抑制噪聲反射噪聲抑制印制板上三總線上出現(xiàn)阻抗不匹配時，會產(chǎn)生多次反射噪聲信號、波形畸變，可在信號線上接入上拉電阻，提高其抗干擾能力，另外TTL電路和CMOS電路相聯(lián)時，也要考慮其電平的不一致性，需要進行轉(zhuǎn)換。白熾燈點亮時會產(chǎn)生沖擊電流，采用驅(qū)動管與電阻并聯(lián)開控制白熾燈，它可使燈不亮時，電阻上流過暗電流，其值約為燈亮式的1/5，達到限制噪聲的目的。沖擊電流噪聲兩級晶體管之間的線路電感會導致減幅振蕩，可以接入阻尼電阻加以抑制，這樣接入后，后級晶體管的波形會大大改善。減幅振蕩2023/2/579浪涌吸收器性能比較選擇方法噪聲抑制浪涌吸收器種類注意事項2023/2/580

器件項目壓敏電阻新型半導體雪崩二級管響應時間25ns~2μs5ns漏電流200~1000μA5μA偏移20~30%5%~10%可靠性短路型且性能低不會疲勞壓敏電阻和TRS的性能比較2023/2/581浪涌吸收器的種類浪涌電壓電流浪涌電壓（電流）：主電路在工作過程中由于外部原因?qū)е鲁霈F(xiàn)較正常工作電壓高許多倍的瞬時電壓（電流）。經(jīng)常見到的有雷電浪涌電流和開關浪涌電壓。開關接通或斷開電感負載、繼電器線圈、變壓器一次側(cè)時，特別是切斷空載變壓器和繼電器線圈時最為嚴重。6V繼電器線圈斷開時可產(chǎn)生300~600V電壓，干擾嚴重產(chǎn)生原因RC電路吸收浪涌的能力由R、C的數(shù)值確定，R=25~50%線圈電阻，C=L/RRL(F)，RL負載的直流電阻二極管吸收開關斷開時在電感兩端產(chǎn)生的感應電壓，響應速度慢，耐涌能力幾安硒整流器通常每片耐壓60V，耐涌電流10A/mm2,可根據(jù)實際情況任意組裝,體積大放電器用充氣放電管中的氣隙放電來吸收浪涌，響應快，當放電期間呈短路態(tài)。氧化鋅壓敏電阻依氧化鋅為主體材料，加入適當?shù)难趸G，用陶瓷工藝制成，電壓非線性系數(shù)較大，耐浪涌能力強，電壓范圍寬，響應速度快，漏電流小，成本低。雪崩二級管過電壓鉗位器件，利用大面積硅圓錐P-N結(jié)的雪崩效應來實現(xiàn)過電壓鉗位，響應速度極快，漏流小。2023/2/582吸收浪涌電壓的方法2023/2/583浪涌吸收器的性能壓敏電阻的電阻值隨電流的增減或極性的不同而改變，其特性為：I—流經(jīng)壓敏電阻的電流，V—壓敏電阻兩端的電壓；C—壓敏電阻常數(shù)；α—非線性系數(shù)。非線性系數(shù)越大，壓敏電阻器越好，耐浪涌電流值和耐浪涌能量值代表該器件吸收浪涌的能力，這兩個參數(shù)的值越大，吸收浪涌的能力越強。2023/2/584壓敏電阻的選擇方法安裝位置設備的輸入部分—因為很多浪涌都是經(jīng)過電源線或信號線浸入設備內(nèi)部的。可以測量，但很復雜，經(jīng)過統(tǒng)計，在頻率10~150kHz，線路呈感性，隨著頻率升高，阻抗也升高，頻率大于150kHz，線路與地線間的變化范圍10~300Ω

，線間阻抗為10~200Ω

，由此可見，電源線路的阻抗設定以50~200Ω為宜。線路阻抗確定1、限制浪涌電流壓敏電阻鉗位電壓應低于受保護設備的耐壓值；2、所選壓敏電阻的工作電壓應大于受保護設備的工作電壓；3、壓敏電阻的能量E=VZIZt,VZ鉗位電壓，IZ浪涌電流，t浪涌電流為標準雷電浪涌波形時，20μs壓敏電阻選定2023/2/585浪涌吸收器的應用繼電器線圈兩端并接RC電路，要避免振蕩，須滿足

R0—直流電阻變壓器二次無載時，一次斷開會在二次產(chǎn)生浪涌電流，在二次并接雙向浪涌吸收器。變壓器一次側(cè)配電線路存在電感，當負載電流為脈沖時，在線路中會產(chǎn)生浪涌，它會形成串擾信號，要在線間并接鉗位二極管和電容組成的吸收裝置。線路串擾開關電源時，由于電路線間的分布電容及變壓器繞組的漏電感都會導致浪涌電壓，應在大功率晶體管的發(fā)射極和集電極間并入高速鉗位器件。功率管2023/2/586應用浪涌吸收器注意事項1、雷電浪涌能量難以估計，一般應在浪涌吸收器進線串接熔斷器。2、壓敏電阻上通過較大電流時，其鉗位電壓可能達到2倍線路電壓，若壓敏電阻布置于印制板上，那么要注意位置安排。3、并接于線-地之間的壓敏電阻漏電流會引起漏電保護誤動作，所以要注意選擇漏電流的大小。除此之外，線路打壓時要注意等級選擇。4、浪涌吸收器與被保護的的電子設備之間的引線要盡量的短，而且所包圍的面積要盡量的小，即要裝在浪涌發(fā)生源的最近處。5、應注意容性負載充電時因諧振引起的電壓升高也會使浪涌吸收器誤動作，所以要注意浪涌吸收器的選擇。2023/2/587濾波器線路濾波器特性評價選擇與使用濾波器種類濾波器結(jié)構(gòu)濾波器應用2023/2/588濾波器種類作用由電阻、電感、電容或有源器件組成的選擇性網(wǎng)絡，有選擇性地衰減輸入信號中不需要的頻率分量。濾波器特性包括：額定電壓、額定電流、絕緣電阻、體積、重量、溫度、頻率特性，而最重要的就是其頻率特性，即插入衰減隨工作頻率的不同而變化的特性E1、E2分別為濾波器濾波前后的電壓大小。濾波器特性1、低通濾波器：無衰減傳低頻、阻高頻信號2、高通濾波器：無衰減傳高頻、阻低頻信號3、帶通濾波器：無衰減傳規(guī)定頻帶內(nèi)、阻兩端的信號4、帶阻濾波器：只阻規(guī)定頻帶內(nèi)信號，傳其他頻帶信號濾波器種類2023/2/589低通濾波器電容濾波器可以是單獨一個電容，也可以是電容和電容的組合，還可以是電容和電阻的組合，他既可以濾除電源線間的常模噪聲，也可以濾除電源和地線之間的共模噪聲，同時還可以濾除電源噪聲以及觸點斷開時的火花。插入衰減可以是一個線圈，也可以是兩個線圈，他是利用在某頻段的高阻特性進行濾波的。電感線圈有兩種，即常模扼流圈和共模扼流圈。插入衰減電感濾波器L型、П型和T型低通濾波器，是由電容和電感不同組合而成，L型由一個電感和電容組成，這種濾波器可以級聯(lián)，獲得寬帶內(nèi)良好的濾波效果，比較常用。L型插入衰減其他低通濾波器2023/2/590其他濾波器高通濾波器高通濾波器應用不如低通廣，但如果需要濾除交流分量或低頻外特定分量的話可以選用，只要將低通濾波器中的電感換成電容，將電容的地方換成電感就變?yōu)楦咄V波器。插入衰減計算辦法相同。用來抑制交流線路的諧波干擾，是處理晶閘管所產(chǎn)生諧波的有效措施之一。典型結(jié)構(gòu)為雙T濾波器，對于頻率為的輸入信號，輸出電壓為零，即衰減程度最大。帶阻濾波器利用LC諧振特性所構(gòu)成的濾波器，接在輸電線上或電子設備的輸入或輸出端，能控制晶閘管裝置產(chǎn)生的諧波干擾，減小諧波電流。LC諧振頻率為諧振濾波器無源濾波器是由無源元件組成的，體積大；使用晶體管等有源元件組成的濾波器，濾波效果好，即使電源和負載阻抗很低時，衰減也可達到30dB。有源濾波器2023/2/591帶阻濾波器的電路結(jié)構(gòu)2023/2/592交流諧振濾波器2023/2/593線路濾波器電源線路濾波器接于交流電路以電源頻率為通帶的低通濾波器，抗常模干擾的濾波器采用電感為飽和磁通密度高或磁損大的金屬粉末磁芯為好，電容器采用耐壓較高的金屬紙介電容器?？构材８蓴_的電感多采用共模扼流圈，電容器與上相同對于交流信號電路：RC元件、LC元件、有源元件構(gòu)成低通、高通、帶通、帶阻濾波器。對于數(shù)字信號電路：電阻性鐵氧體磁珠、陶瓷電容、或組合體。信號線路濾波器2023/2/594線路濾波器特性評價方法美國MILSTD220A；日本JISC6904標準規(guī)定。測量方法根據(jù)上述兩個標準規(guī)定，不接入濾波器時的測量輸入條件為100dB，美國標準規(guī)定測量阻抗為75歐，日本標準規(guī)定測量阻抗為50歐。靜態(tài)插入衰減動態(tài)插入衰減的測量與靜態(tài)測量插入衰減的測量不同，它必須在一定外部條件下進行測量，才符合實際情況，即要施加一定的模擬條件才可以測量。動態(tài)插入衰減2023/2/595線路濾波器選擇和使用特性要求1、要求頻帶內(nèi)，對共模和常模干擾具有較大的插入衰減；2、電源線和地線之間的漏電流??；3、耐壓高；4、最大電流時壓降小，5、額定電流時溫升小。1、選擇前調(diào)查噪聲的頻率范圍，了解線路的使用環(huán)境，如電壓、電流、溫度、濕度、振動、沖擊強度等。濾波器的漏電流盡量小。2、對不接地的設備，在印制板下方設置接地板，通過接地板可以使濾波器接地，這樣可以防止共模噪聲，接地板對電磁干擾還起屏蔽作用。3、濾波器應該裝設在離設備電源入口盡量近的地方，不要讓未經(jīng)過濾波器的電源在設備柜體內(nèi)迂回。4、濾波器輸入輸出線應于靠近地電位的地方（如接地板）以減少耦合，并且勿形成回路。輸入輸出要切實分開。5、濾波器接地點應該以最短距離連接到柜體上，最好將濾波器外殼直接安置在設備的柜體上，否則效果較差。6、據(jù)柜體較近的躁聲源如照明、電磁開關應分開供電。注意事項2023/2/596噪聲標準頻率（MHz)允許值（dB/μV）CISPR（A類）CISPR（B類）準峰值平均值準峰值平均值0.15~0.2837070570.2~0.5796666530.5~5736060475~3079666653傳導干擾電壓CISPR-國際無線電干擾特別委員會，A類：工業(yè)計算機類設備。

B類：家用計算機類設備。2023/2/597頻率（MHz）A類（μV

）B類（μV

）0.46~1.610002501.6~303000250FCC的傳導干擾電壓CISPR-國際無線電干擾特別委員會，A類：工業(yè)計算機類設備。FCC-美國聯(lián)邦通訊委員會，B類：家用計算機類設備。2023/2/598頻率（MHz)允許值（dB/μV/m）CISPRFCCA類(30m)B類(10m)A類(30m)B類(10m)30~8830303010088~230353550150230~1000373770200輻射極限值CISPR-國際無線電干擾特別委員會，A類：工業(yè)計算機類設備。FCC-美國聯(lián)邦通訊委員會，B類：家用計算機類設備。2023/2/599常用濾波器的典型電路C1、C2為薄膜電容，L1只能濾去少量共模噪聲，這種結(jié)構(gòu)的濾波器效果甚微，達不到FCC要求C3、C4能濾射頻干擾，對共模和常模噪聲都有作用，因L1小，低頻效果差，L1換為8mH時，再選高頻電容，能達到FCC要求兩個電感L1、L2，對共模和常模噪聲都有較好的濾波效果，C3、C4能濾進線干擾，能達到FCCA類要求，L1、L2換為6mH時，濾波效果更好兩個電感L1、L2均為8mH，對共模和常模噪聲都有很好的濾波效果，C3、C4能濾進線干擾，能達到FCC的A類的極限要求。此處加一電感2023/2/5100噪聲濾波器的應用電動機噪聲不僅可以抑制帶換相器電機的噪聲，而且還可以抑制磁盤驅(qū)動器的噪聲，這種濾波器有三種：1、線-地間接電容；2、常用濾波器結(jié)構(gòu)；3、常用結(jié)構(gòu)加共模扼流圈。L型、T型、П型濾波器，其中П型濾波器最佳，它不僅能衰減外來噪聲，而且能防止開關電源產(chǎn)生的噪聲反饋給交流電源線路。開關電源噪聲磁芯式數(shù)字量數(shù)據(jù)線路濾波器，國際市場上有成品，基本結(jié)構(gòu)：閉環(huán)磁芯，用高磁導率，寬頻帶和大損耗角的材料制成。信號傳輸線穿過磁芯，信號線及其回線要成對地穿過磁芯，是信號電流代數(shù)和為零，這樣能很好地發(fā)揮共模扼流圈的作用。見圖靜電噪聲見圖，低頻噪聲—100μF電容與1mH鐵粉末磁棒電感線圈；高頻噪聲—6800pF*2陶瓷電容和6mH鐵氧體共模扼流圈，同時并接兩個0.1μF薄膜電容；結(jié)果—效果頗佳。直流電源噪聲2023/2/5101抑制電源噪聲濾波器圖此處應為6mH2023/2/5102數(shù)據(jù)線路濾波器圖2023/2/5103變壓器鐵磁諧振變壓器防雷變壓器抑噪變壓器電源變壓器2023/2/5104電源變壓器屬性1、靜止感應電器，通過電磁感應完成同頻電能轉(zhuǎn)換。2、噪聲源之一，但通過一定措施可以降低，以下討論內(nèi)容不是變壓器本身的抑噪技術，而是通過它如何抑噪。1、變壓器一次繞組采用平衡繞制工藝，減少分布電容，從而減少共模噪聲的影響。2、副邊在多繞組的情況下，大電流繞組靠里繞，小電流繞組靠外繞，可改善噪聲衰減特性。3、在變壓器的一次和二次繞組間增加靜電屏蔽層，并降低屏蔽層的接地阻抗，可提高噪聲抑制效果，但這種方法只能抑制低頻共模噪聲和微量高頻共模噪聲。4、多層屏蔽變壓器，除原副邊間屏蔽層外，原邊和副邊分別增加屏蔽層，并且通過鐵芯一點接地。電源變壓器的抗干擾措施2023/2/5105其他抗噪變壓器鐵磁諧振變壓器這種變壓器鐵芯結(jié)構(gòu)特殊，鐵芯處于飽和狀態(tài)，輸入電壓變化引起輸入電流，即諧振電流變化很大，一次、二次繞組漏電感兩端產(chǎn)生與輸入電壓同相位的電壓，如果輸入電壓降低，漏電感兩端產(chǎn)生與輸入電壓相反的電壓，即漏電感起到補償作用，從而使輸出電壓變化很小。防雷變壓器是由帶靜電屏蔽的隔離變壓器、避雷器、浪涌吸收器和電容器構(gòu)成的整體裝置。靜電屏蔽層吸收或反射從一次側(cè)浸入配線和地間的雷電浪涌；雷電浪涌所產(chǎn)生的線間異常電壓被避雷器和浪涌吸收器吸收；二次側(cè)的電容可進一步衰減傳到二次的剩余浪涌峰值；這種變壓器的抗噪能力非常強。防雷變壓器它是繞組和變壓器整體都有屏蔽的多層屏蔽變壓器，它的結(jié)構(gòu)、鐵芯材料、形狀以及線圈位置都比較特殊，它可以切斷高頻噪聲漏磁通和繞組的交鏈，從而使常模噪聲不能感應到二次側(cè)，所以它既能切斷共模噪聲，又能切斷常模噪聲。切斷噪聲變壓器2023/2/5106防雷變壓器2023/2/5107模擬電路的噪聲抑制技術一般措施運算放大器模擬檢測裝置模數(shù)轉(zhuǎn)換器晶體管開關電源串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源高頻噪聲抑制2023/2/5108模擬電路抑制噪聲措施注意事項1、器件布置不能過密；2、散熱條件好；3、分散設置穩(wěn)壓電源；4、減少電磁耦合；5、減小公共阻抗值；6、一點接地。1、增加接地的金屬屏蔽；2、遠距離傳送信息輸入輸出線應有良好的接地屏蔽，特別是柜體電位應與傳輸線電位一致；3、縮短信號線長度；4、減小電路阻抗；5、實行全系統(tǒng)屏蔽。靜電感應噪聲1、信號線遠離電力線；2、不能遠離時，要使兩種線的走向相互垂直；3、施加電磁屏蔽。強磁場干擾它來自高頻裝置、火花放電等，應以隔離噪聲傳遞路徑為主要措施，施加屏蔽層。電磁波噪聲浪涌吸收器、線路濾波器、信號輸入濾波器等浪涌噪聲2023/2/5109運算放大器振蕩抑制運算放大器可能出現(xiàn)輸出振蕩現(xiàn)象，克服方法：1、輸入施加階躍量，觀察輸出，調(diào)節(jié)參數(shù)使輸出無振蕩；2、實際負載的實際電容量要小于允許值；3、晶體管溫度特性1、輸入端反并聯(lián)二級管（抑制異常輸入電壓，防靜電）；2、低通濾波器（抑制高頻電磁感應）；3、信號變壓器（抑制高頻共模噪聲）。輸入噪聲抑制1、低頻弱信號采用一點接地，即各接地點通過連接線統(tǒng)一連接到系統(tǒng)地。2、寬頻帶運放采用平面接地（LM318），即將印刷電路板的一層專門設為地。接地方式比較器是模擬量和數(shù)字量信號接口部分的器件，由運放構(gòu)成比較器要注意：1、輸入要設保護（過壓）；2、輸出設保護（限流電阻、壓敏電阻等）3、防干擾誤動作（滯后比較器）。比較器2023/2/5110模擬檢測裝置噪聲抑制小信號傳送1、提高傳送的信號電平；2、抑制傳送線上的交流噪聲（如采用差動輸入放大器-共模噪聲）；對非線性傳感器信號（如熱敏電阻）常采用線性化電路或?qū)?shù)型、指數(shù)型等放大器作函數(shù)變換，變換后對其所含噪聲采用積分型?！獢?shù)轉(zhuǎn)換器，并在非線性放大電路輸出接入低通濾波器。非線性信號檢測溫度的放大器可采用電壓-頻率變換器或直流-直流變換器獲得數(shù)字量或模擬量，開關噪聲會引起溫漂，措施：1、采用旁路電容器，形成超高速脈沖噪聲限制器。2、用場效應晶體管構(gòu)成交流放大式溫度變換器。溫度檢測抗干擾安裝配線不合理會產(chǎn)生特殊噪聲，如1、自生靜電，信號電纜與物料摩擦會產(chǎn)生高壓靜電，它會通過測溫電阻放電損壞傳感器。2、強電磁噪聲—屏蔽措施。，特殊噪聲抑制2023/2/5111模數(shù)轉(zhuǎn)換器噪聲抑制考慮問題1、減小電源電壓波動，保持基準電壓穩(wěn)定。2、輸入端設置鉗位二級管，防止輸入過電壓。3、數(shù)、模電路零點分開。1、減小積分電容的誤差，提高器穩(wěn)定性。2、電源頻率要與A/D轉(zhuǎn)換器的設計頻率匹配。3、A/D芯片并接旁路電容，降低電源的高頻阻抗。4、增加輸入低通濾波和阻抗匹配措施。注意事項1、輸入端接入共模扼流圈，抑制外部傳感器引入的高頻噪聲。2、光電隔離措施。3、并接輸入電容，降低輸入端對高頻噪聲的響應能力。多路轉(zhuǎn)換器2023/2/5112晶體管開關電源噪聲抑制特性1、體積小、效率高，應用廣泛；2、既產(chǎn)生低頻傳輸噪聲，又產(chǎn)生高頻輻射噪聲；3、既有共模形式噪聲又有常模形式噪聲；4、既是噪聲源，又易接受外來噪聲。1、變壓器、靜電屏蔽—效果不明顯；2、縮短連接線、雙絞線、器件配置—一定程度上降噪。常