3種電磁干擾傳導耦合方式

一、傳導干擾噪聲耦合方式

在近區(qū)的感應場區(qū)，也就是在r﹤λ/（2π）的范圍內，電磁干擾主要是通過傳導耦合的途徑發(fā)生作用的。傳導耦合主要有3種類型：電容耦合（或稱靜電耦合）、互感耦合（或稱為電磁感應耦合）、公共阻抗耦合（或稱為阻性耦合）。

1、電容耦合

當兩導體之間存在分布電容時，兩根導線之間就會發(fā)生電容耦合。最常見、最基本的電容耦合的例子是兩根互相靠近的平行導線，如下圖所示：

導體1為干擾導體，在導體1上接有干擾源電壓為U1，導體2為被干擾設備，導體2兩端分別接有負載Z21和Z22。這種情形很普遍，例如導體1為高壓輸電線，而導體2為通信線；或者導體1為印制電路板上的時鐘線，而導體2為印制電路板上的數(shù)據(jù)線。在這種情況下，由于導體1對地平面有分布電容，單位長度的分布電容為C1g；導體2對地平面也有分布電容，單位長度的分布電容為C2g；同時導體1和導體2之間也有分布電容，單位長度的分布電容為C12，C12稱為耦合電容。顯然分布電容C12把兩根導體連在一個電路中，可以等效為如下電路：

2、互感耦合

互感耦合發(fā)生在兩個回路之間，如下圖所示：

當干擾回路1中有交變電流流過時，就會產生交變磁場。交變磁場通過回路2并在回路2中產生感應電動勢，這個感應電動勢是串聯(lián)在回路2中的，這種情形與電容耦合的情況不同。等效電路如圖所示：

在電容耦合的情形中，電磁干擾是以被影響導體和地之間存在噪聲電流的方式起作用的。而在互感耦合中，電磁干擾是以噪聲電動勢或電壓串聯(lián)在被影響導體上起作用的，如下圖所示：

電容耦合等效電路?

電感耦合等效電路

3、公共阻抗耦合

許多電氣設備和電氣元件都需要接地，但是地平面中充滿著各種頻率的雜散電流。有的設備或器件經接地向地中注入高頻電流，因而在大地中形成電場分布，這樣一來，在r1點和r2點同時接地的系統(tǒng)中就產生了感應電位差，在印制電路板上也有類似情況的發(fā)生。除了這種由于地中雜散干擾電流引起的電磁干擾的情形外，還可能因為接地導線在高頻電流的情況下表現(xiàn)出很大的電感值，使本來可以忽略的阻抗表現(xiàn)出很大的數(shù)值，并且跨接在導線上的元件之間。電路由于流過公共阻抗的噪聲或干擾電流而互相影響，產生了電磁干擾。

以上是最基本的電磁干擾耦合途徑，在實際問題中還有許多各式各樣的電磁干擾途徑，對實際問題的分析也沒有一成不變的模板，唯一的原則是具體問題具體分析。

二、電磁輻射耦合

1、靜電場、感應電磁場和輻射電磁場

設在一根足夠短的直線導線上流過電流I，則在導線的周圍產生了磁力線，而在沿著導線方向產生了磁力線。也就是說，在這根導線的附近存在著電場與磁場。當電流I變化時，相應的在導線附近空間的電場與磁場也隨之發(fā)生變化。該電場與磁場變化在空間的傳播即形成所謂的電磁波。其傳播速度為光速c，波長為λ。

2、波阻抗

空間中某點的波阻抗，定義為該點的電磁強度與磁場強度之比，用Zw表示，即：

Zw=E/H

(1)遠場波阻抗

對于短直導線及偶極子源，可得：

Zw遠=︱Eθ︳/︱HФ︳=120πΩ=337Ω

對于環(huán)形天線，可得：

Zw遠=︱EФ︳/︱Hθ︳=120πΩ=337Ω

而自由空間的特征阻抗Z0等于自由空間的磁導率μ0和介電常數(shù)ε0的比值開平方，等于377Ω。

因此，不論是短直導線源還是環(huán)狀天線源，它們在遠場的波阻抗均為377Ω，與自由空間的特征阻抗Z0相等，與源的性質無關。

（2）近場波阻抗

對于短直導線及偶極子源，可得：

Zw近=120πλ/2πr=Z0λ/2πr﹥﹥Z0

對于環(huán)形天線，可得：

Zw近=120π2πr /λ =Z0?2πr /λ﹤﹤Z0

近場和遠場波阻抗隨距離的變化如圖所示：

短直導線源的近場主要是電場，環(huán)形天線源的近場主要是磁場。綜上所述，短直導線源的近場為高阻抗電場，而環(huán)形天線源的近場為低阻抗磁場，它們的波阻抗與傳輸介質無關，只與源的性質有關。