5條定律搞定共模干擾

時(shí)間：2020-12-15 16:38:12

關(guān)鍵字：數(shù)字信號(hào) 共模干擾

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[導(dǎo)讀]經(jīng)常在實(shí)際操作中，對(duì)系統(tǒng)損傷最大的都是低頻的共模干擾，譬如大功率電機(jī)、斷路器或開(kāi)關(guān)、短路、雷擊感應(yīng)等，這些類(lèi)型大都是外來(lái)的共模信號(hào)，其脈寬在數(shù)百u(mài)s到s之間，周期最長(zhǎng)也是數(shù)秒。這樣的脈沖持續(xù)引起對(duì)地的高電壓波動(dòng)，從而損傷系統(tǒng)。但對(duì)于高頻共模干擾，從干擾源開(kāi)始，大部分能量是以輻射的方式作為能量傳輸途徑的，而且這樣的共模干擾多產(chǎn)生于系統(tǒng)本身。

經(jīng)常在實(shí)際操作中，對(duì)系統(tǒng)損傷最大的都是低頻的共模干擾，譬如大功率電機(jī)、斷路器或開(kāi)關(guān)、短路、雷擊感應(yīng)等，這些類(lèi)型大都是外來(lái)的共模信號(hào)，其脈寬在數(shù)百u(mài)s到s之間，周期最長(zhǎng)也是數(shù)秒。這樣的脈沖持續(xù)引起對(duì)地的高電壓波動(dòng)，從而損傷系統(tǒng)。

但對(duì)于高頻共模干擾，從干擾源開(kāi)始，大部分能量是以輻射的方式作為能量傳輸途徑的，而且這樣的共模干擾多產(chǎn)生于系統(tǒng)本身。

5條定律搞定共模干擾

對(duì)接地產(chǎn)品而言，當(dāng)然希望線(xiàn)纜上傳導(dǎo)過(guò)來(lái)的共模干擾，通過(guò)電容或瞬態(tài)抑制器件，導(dǎo)向大地或機(jī)殼，防止其干擾敏感電路（如CPU）。

但對(duì)于浮地產(chǎn)品而言，主要通過(guò)串聯(lián)磁環(huán)（或增大共模阻抗），防止共模電壓轉(zhuǎn)化為差模電壓，干擾敏感電路。

其次，要注意PCB的布線(xiàn)，不僅使PCB板的各個(gè)電路對(duì)其參考地（數(shù)字地GND，而非接地產(chǎn)品的機(jī)殼地PG）保持零電位，而且在I/O、RST、CS（片選）等關(guān)鍵信號(hào)的濾波電路放置。這樣，再惡劣的共模干擾也不會(huì)對(duì)數(shù)字電路產(chǎn)生干擾了。

第一種方法是泄（但要求有良好的接地或金屬機(jī)殼）；第二種方法是堵（避免共模騷擾轉(zhuǎn)化為差模干擾，影響電路）。

前一種方法，主要用于接地良好的地面設(shè)備（如通信基站）；第二種方法，主要用于車(chē)載、機(jī)載、艦載設(shè)備。

當(dāng)然，大家會(huì)說(shuō)第二種方法（浮地），由于PCB板與大地也存在寄生電容，對(duì)高頻干擾可能失效。但是對(duì)于鐵路、電力、工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)來(lái)說(shuō)，主要干擾是變頻器、大功率電機(jī)、斷路器或開(kāi)關(guān)，其產(chǎn)生的干擾主要集中在10MHZ以上。

此外，地線(xiàn)干擾（強(qiáng)電短路、雷擊反擊、諧波、漏電流），也是極為嚴(yán)重與不穩(wěn)定的（平時(shí)可能高達(dá)0.8V），對(duì)于部分關(guān)鍵CPU的工作電壓1.2V而言，簡(jiǎn)直是魔鬼！

高頻的共模電磁干擾，能量一般不會(huì)很大。譬如手機(jī)、大功率射頻識(shí)別（俺見(jiàn)識(shí)的最大功率才3W），由于是高頻，鐵氧體磁環(huán)或磁珠可以吸收，金屬機(jī)箱（或塑料機(jī)箱內(nèi)的噴涂導(dǎo)電層），可以完全將其反射或吸收。

現(xiàn)在鐵路要求做800~1000M、1.4G~2.1G的輻射抗擾測(cè)試（強(qiáng)度高達(dá)20V/M），以及2.1G~2.5G的輻射抗擾測(cè)試（強(qiáng)度高達(dá)5V/M），設(shè)備幾乎不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。當(dāng)然，設(shè)備要通過(guò)CS、ESD、EFT等測(cè)試。

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