5条定律搞定共模干扰

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内容提要

低频共模干扰主要来自外界共模信号,可通过电容或瞬态抑制器件导向大地或机壳来防止干扰敏感电路。浮地产品可通过串联磁环或增大共模阻抗来防止共模电压转化为差模电压。铁路、电力、工业控制现场的地线干扰也是严重的。高频共模干扰一般能被吸收或反射。

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延伸解读

低频与高频共模干扰的差异

低频共模干扰多来自外界,如大功率电机、断路器、雷电等,脉冲宽度可达数百微秒至秒级,易导致系统严重损伤。高频共模干扰则常由系统自身产生,能量以辐射方式传输,且能量一般不大。理解这一差异有助于针对性地选择防护措施。

接地与浮地产品的不同对策

接地产品可通过电容或瞬态抑制器件将共模干扰导向大地或机壳,即“泄”的方法,适用于通信基站等接地良好的设备。浮地产品则需串联磁环或增大共模阻抗,防止共模电压转化为差模电压,即“堵”的方法,多用于车载、机载、舰载设备。

PCB布线与关键信号滤波

对于浮地产品,除了串联磁环,还需注意PCB布线,使各电路对其参考地保持零电位,并在I/O、RST、CS等关键信号处放置滤波电路。这样即使共模干扰恶劣,也不易影响数字电路。

严酷环境下的地线干扰与高频防护

铁路、电力、工业控制现场的地线干扰极为严重且不稳定,平时可能高达0.8V,对工作电压1.2V的关键CPU构成威胁。高频共模干扰可用铁氧体磁环或金属机箱吸收或反射,铁路设备需通过高达20V/M的辐射抗扰测试,以及CS、ESD、EFT等测试。

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Q&A

低频共模干扰的主要来源是什么?

低频共模干扰主要来自外界信号,如大功率电机、断路器、开关、短路和雷电等。

如何防止接地产品受到共模干扰?

接地产品应通过电容或瞬态抑制器件将共模干扰导向大地或机壳。

浮地产品应该如何处理共模电压?

浮地产品应通过串联磁环或增大共模阻抗来防止共模电压转化为差模电压。

高频共模干扰的特征是什么?

高频共模干扰多由系统自身产生,能量以辐射方式传输,且一般能量较小。

铁路设备需要进行哪些抗扰测试?

铁路设备需进行800~1000M、1.4G~2.1G和2.1G~2.5G的辐射抗扰测试。

如何处理高频共模电磁干扰?

高频共模电磁干扰可以通过铁氧体磁环或金属机箱吸收或反射。

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