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标题: 共模电流产生机理有问 [打印本页]

作者: lfy21cn 时间: 2012-5-20 08:51
标题: 共模电流产生机理有问
怎么也看不明白，资料上如下所说：

共模电流产生的辐射根据驱动模式来分可大致分为三种基本驱动模式：电流驱动模式、电压驱动模式、磁耦合驱动模式。

(1)电流驱动模式
差模电流（有用电流信号源）信号传送回流产生的压降驱动产生的共摸电流是电流驱动模式共模电流辐射的基本驱动模式。图2—42是电流驱动模式辐射原理示意图。图2-42 (a)中UDM是差模电压源，设备内部有很多这样的源，如各种数字信号电路、高频振荡源等，ZL为回路负载，IDM为回路负载的差模电流，该电流流过AB两点间的回流地（如印制板的地线），回到差模源。如AB间存在一定的阻抗Z（如平面不完整、AB间用连接器互连等引起的寄生电感L。），则AB间阻抗Z上产生压降。

(, 下载次数: 20)

这里UCM就是产生共模辐射的驱动源。要产生辐肘，除了源以外还必须有天线。这里的天线是由图2-42 (a)中B点向右看的地线部分和外接电缆。其组成的辐射系统的等效电路如图2-42 (b)所示，这实际上是一副不对称振子天线。流过天线的电流即为共模电流。

由于共模电流ICM是由差模电流IDM产生的，所以这种模式称为电流驱动模式
看不懂，请教
“该电流流过AB两点间的回流地（如印制板的地线），回到差模源。回到差模源。如AB间存在一定的阻抗Z（如平面不完整、AB间用连接器互连等引起的寄生电感L。），则AB间阻抗Z上产生压降。这里UCM就是产生共模辐射的驱动源”

1、为什么一直都在强调地线GND流过电流时由于存在阻抗所以产生压降，所以产生共模电压，GND对直流来说一般是电源负极，正极连线没有阻抗吗，如上所说也一样啊，正极的连线两点间也有阻抗，也会产生共模电压啊?对吗？为什么资料都是强调GND的处理，什么地网啦，地平面啦，不解？

2、该电流流过AB两点间的回流地（如印制板的地线），回到差模源。如AB间存在一定的阻抗Z（如平面不完整、AB间用连接器互连等引起的寄生电感L。），则AB间阻抗Z上产生压降
也就是说印制板地线由于有电感，所以成了一个辐射源？
那么对于直流系统来说，做个电源滤波器，正负极串个差模电感，负极串电感，这不跟“印制板地线产生的寄生电感”一样，这个电感肯定比寄生电感还大，在电感两边就产生压降更大，这不这个差模电感成了共模辐射的驱动源吗？难道说差模电感会产生共模辐射？？？不解，请指教

作者: 桃花岛主 时间: 2012-5-20 15:16
回复 1# lfy21cn

1. 信号线流过有用信号，产生啥共模啊，GND一般都是整个电路的0V参考点，如果有用信号流过，产生电位，这个电位产生的电路只能为更低阻抗的如机壳、参考接地平板流动，形成对地的干扰。对地处理，就是为降低高频时GND上的共模压降；

2. 像你说的这种情况，其实差模滤波只需要一个电感即可，只所以用两个，也就是为考虑平衡，防止差模转共模！另外，直流的负极大多情况下在系统也不是和PE直接相连，而是通过共模电容连接。

作者: lfy21cn 时间: 2012-5-20 17:05

回复 lfy21cn

1. 信号线流过有用信号，产生啥共模啊，GND一般都是整个电路的0V参考点，如果有用信号 ...
桃花岛主发表于 2012-5-20 15:16

岛主，汽车系统，负极都是搭铁的，就是整个车身都是负极啊，有的军品似乎有时车身再通过地钉接大地

作者: lfy21cn 时间: 2012-5-20 17:13
GND一般都是整个电路的0V参考点，如果有用信号流过，产生电位，这个电位产生的电路只能为更低阻抗的如机壳、参考接地平板流动，形成对地的干扰。对地处理，就是为降低高频时GND上的共模压降；
岛主，这个还是不懂。GND-数字电路的基准地，高频数字电路流到GND，由于GND不可能做到0阻抗，所以会产生压降，这个压降变成共模电压。那么如VCC，数字电位的电源正极，也要流过数字电路高频电流，也不可能流过一个0阻抗的电路，也会产生压降啊，不是一个道理也会产生共模电压啊？跟流过GND的高频电流大小是一样的啊，而且GND一般会铺地网，流过GND的阻抗应该比VCC流过的还要小些，为啥都不说如何处理电路中除了GND意外其它的压降产生的共模电压呢？？

作者: beiluo 时间: 2012-5-20 17:29
1.正极走线一般为电源网络，在板上走线一般都不会很长，更重要一点是电源网络上有很多BYPASS电容，而走线只有对高频噪声才会有呈现高阻抗产生压降，但噪声电压很容易被大量bypass电容短路到地，而且外接电缆的电源都会做很好的滤波处理，高频噪声被短路到地就不存在噪声驱动电压，不能形成单极子驱动模型，很难产生共模辐射。
2，对于PCB上的地阻抗较高或不连续时，被信号线或电源网络上的由BYPASS电容旁路到地的噪声会寻求更低阻抗的地回路回到驱动源，而金属机壳由于面积大而且厚度比PCB铜层高几个数量级，使得其地阻抗会更低。一但PCB上的走线太长或地阻抗不连续太高时，噪声就会从机箱上回流返回源头这就是为什么有时候发现整个机壳上到处都是噪声的原因。
3，共模驱动模式只针对高频的交流噪声，这时地阻抗最低不是直流阻抗最低而是主要关注感抗最低。任何金属导体在高频时，都会等效成电阻、电感的模型。这样交流高频噪声在地回路上会产生很高的压降，对直流压降可忽略。而外接线缆中都会含有地线，屏蔽层都会与机壳地搭接，这时地网络很长形成很长的天线网络，很容易将地上的噪声电压发射出去。

作者: lfy21cn 时间: 2012-5-20 17:39
回复 5# beiluo

恩，您说的很详细，我虽然还是不大明白，但会好好回味您说的话。其实以前没仔细想，旁路电容都是说把干扰旁路倒地，就是把干扰导入GND了，那为啥没有把GND上的干扰导入旁路电容并联的那个信号上呢？呵呵。以前只是按照约定俗称的好好处理GND，有利于抗干扰跟遏制对外的干扰，为啥要单单处理GND，没想为什么

作者: lfy21cn 时间: 2012-5-20 17:44
回复 5# beiluo

2，对于PCB上的地阻抗较高或不连续时，被信号线或电源网络上的由BYPASS电容旁路到地的噪声会寻求更低阻抗的地回路回到驱动源，而金属机壳由于面积大而且厚度比PCB铜层高几个数量级，使得其地阻抗会更低。一但PCB上的走线太长或地阻抗不连续太高时，噪声就会从机箱上回流返回源头这就是为什么有时候发现整个机壳上到处都是噪声的原因。
您这个说的是电路板的GND与金属机箱连在一起吧？GND没处理好，如果跟金属外壳连在一起，整个外壳都是辐射源？我怎么看岛主写的，GND都该跟金属外壳相连啊？？

作者: beiluo 时间: 2012-5-20 20:11
EMC设计主要是要规划好噪声回流的路径，降低存在的或潜在的EMC隐患。噪声环路尽可能的小，不会和外接线缆的信号线发生串扰，不经过外接线缆端口的处的地，更重要一点时噪声回路一定要明确不要变得不确定。
对一般金属机箱的设备（除去车载军用等行业有些设备为抗干扰考虑），pcb电路板最好是通过多块螺钉与机壳连接，这样做对EMI和EMS都有好处。噪声会通过分布电容或螺钉到机壳再通过螺钉或分布电容回到源头，噪声只会通过PCB相对的那一段最短的长度，这样噪声环路很明确。
不接机壳连接时，高频噪声可能会通过分布电容耦合到机壳再返回源头，这样回路阻抗会更高，回路会变得不确定，EMC的隐患很严重。

作者: lfy21cn 时间: 2012-5-20 23:05
回复 8# beiluo

电路板最好是通过多块螺钉与机壳连接
您说这个意思是电路板的数字地通过螺钉与机壳相连吧？

作者: lfy21cn 时间: 2012-5-20 23:30
回复 8# beiluo

对于PCB上的地阻抗较高或不连续时，被信号线或电源网络上的由BYPASS电容旁路到地的噪声会寻求更低阻抗的地回路回到驱动源，而金属机壳由于面积大而且厚度比PCB铜层高几个数量级，使得其地阻抗会更低。一但PCB上的走线太长或地阻抗不连续太高时，噪声就会从机箱上回流返回源头这就是为什么有时候发现整个机壳上到处都是噪声的原因。
还有这个，这种情况是不是PCB上的数字地GND与金属机壳相连才会发生的？没有相连的话，“噪声就会从机箱上回流返回源头”这个怎么会发生呢？那为啥GND与金属机壳相连对EMI是有好处的呢？？？

作者: lfy21cn 时间: 2012-5-21 20:09
回复 11# 化二为一

一般会在I/O线缆附近，将PCB上的GND与机箱直接低阻抗相连。
（3）如果楼主在A点接地（PCB的GND与机壳相连），RE可能很严重。但是在B点接地，此类RE骚扰可以消除。
也就是说，只要选择靠近线缆引线的位置，让金属机壳跟电路板数字地相连，就降低辐射了？如果金属机壳在离线缆较远的位置与电路板数字地相连，那么辐射就严重了？

作者: lfy21cn 时间: 2012-5-21 20:23
回复 13# 化二为一

今天看到一篇文章，跟你说的差不多，他是说在电路板上，靠近外引线缆处设置一干净地，线缆对这个干净地可接旁路电容，屏蔽层360度也接到这个干净地上。这个干净地不是悬空谁都不接的，还是要跟电路板上的数字地，单点相连。
请教，1、是不是这个干净地跟数字地部分相连的线要很细，越细相当于越隔离数字地区域过来的干扰？
2、这个干净地理论上还是数字地，只是离数字电路部分远，离数字电路的数字地彼此只是通过很细的一条铜箔相连，所以这个部分的地就很干净了？那这一点相连的很细的铜箔是长好还是短好？可不可以这个干净地跟数字地之间使用电感或磁珠链接呢？我觉得用电感或磁珠是不是更能阻挡数字地弄脏靠近电缆引线处的干净地？

作者: beiluo 时间: 2012-5-21 22:29
PCB上的噪声主要是通过传导的方式在PCB上回流传播，当回流路径阻抗较高时，它会寻求更低阻抗回流，这时可能以分布电容的方式耦合回流。其实机壳完全可以当一层地来看待，它可以是回流的地平面。
对于EMC设计者来说，一定要转变观念已，要用分布参数模型来分析问题。比如，辐射发射中，无论是杆天线模型还是电流环路模型发射出的电磁波，都会回流，通过测试场地的地平面，在通过分布电容回到设备外壳，在回到PCB的源头。

作者: 桃花岛主 时间: 2012-5-21 22:31
你说的是静地，对于全屏蔽的机箱，这两个地之间是分开的，特殊的插箱式设备，单板无法与机壳通过螺钉安装，这个时候一般都是地桥。

作者: lfy21cn 时间: 2012-5-22 16:01
回复 18# 化二为一

1、数字地通过细线单点连接干净地，干净地是这样获得的。一个细线就能遏制数字地来的干扰吗？这个干净地这样就会很干净？会不会机箱把数字地的干扰都带出来，整个机箱就是辐射源？
2、屏蔽机箱可不可以不连到电路板上任何部位，与电路板彼此悬空，屏蔽电缆屏蔽层仍与机箱做360度连接，此种情况，比机箱接到通过细线获得的干净地，对外辐射要小吗？
3、就是想咨询下，什么时候屏蔽机箱要接内部电路板的GND，什么时候不接？只考虑遏制对外辐射情况？（貌似看岛主给别人回的那个貌似什么时候机箱都该接GND？）

作者: lfy21cn 时间: 2012-5-22 23:11

一个细线就能遏制数字地来的干扰吗？这个干净地这样就会很干净？会不会机箱把数字地的干扰都带出来，整个机 ...
化二为一发表于 2012-5-22 16:47

（1）细线的高频阻抗（主要是电感）很大，不仅要看其直流电阻R，还依赖于其高频L。
那问题就来了，那么得到净地，不用细线与数字地相连，串个电感获得干净地，不是更好吗？？？？既然你说这细线的高频阻抗（主要是电感）在起作用
还有，你这隔离干净地与数字地的细线，是不是越细越长越好了？？？

作者: lfy21cn 时间: 2012-5-22 23:23
回复 24# 化二为一

A）屏蔽电缆必须与机箱做360度连接，屏蔽层千万别连到干净地或数字地GND，否则ESD、EFT相当难以通过。
---这是EMC的大*
B）屏蔽机箱可以与电路板的数字地相连，但是接地镙钉很重要，注意其干扰的流向控制。

化二兄，你这话矛盾啊，你说屏蔽电缆屏蔽层千万不能接到干净地或数字地，这样静电测试，电快速瞬变脉冲群测试是不是通过电缆屏蔽层进入数字地，影响电路工作了？
屏蔽电缆必须与机箱做360度连接，第二条又说机箱可以与数字地连接，这样屏蔽电缆不就接到数字地了吗？
是不是意思是1、在同时有有屏蔽机箱、数字地、屏蔽电缆的情况下，数字地不能接到机箱上
2、若只有屏蔽机箱、电路板，无屏蔽电缆，使用普通电线情况下，机箱就可以接到数字地了，此时有利于遏制电路板对外的辐射，是这样吗？

作者: 孔今 时间: 2012-5-22 23:25
地上串电感、很细的线连接等等都不是好事情，我觉得地还是要保证它低阻抗才是硬道理。

作者: lfy21cn 时间: 2012-5-22 23:25
回复 25# 化二为一

-----机箱接内部电路板时，最好分为PG（或称为静地）与数字地GND，它们分别通过螺钉与机箱相连，但是PG与GND之间，最好通过桥相连

净地与数字地分别通过螺钉与机箱相连。那么净地与数字地不就通过机箱连在一起了吗？？？桥又是什么？

作者: lfy21cn 时间: 2012-5-23 09:12
回复 30# 化二为一

还有其它几条，请教，您都帮着指导一下呗，嘿嘿

作者: lfy21cn 时间: 2012-5-23 09:31
回复 32# 化二为一

哈哈，您以上的几条说得很明确，太好了，我记一下，作为定律。还有剩下我问的，您都回一下吗

作者: lfy21cn 时间: 2012-5-23 09:47

接地点，已发生变化。
（1）外部干扰不通过PCB板再流向大地（机壳）；
（2）内部干扰通过PCB与机壳连接 ...
化二为一发表于 2012-5-23 09:33

您的意思是如果没有屏蔽箱的情况下，比如塑料外壳，屏蔽电缆屏蔽层一定不能与电路板数字地相连，有屏蔽外壳箱情况下，屏蔽电缆屏蔽层与屏蔽机箱机箱360度连接，屏蔽箱又与数字地相连，此时就可以了？

作者: lfy21cn 时间: 2012-5-23 09:49

一个细线就能遏制数字地来的干扰吗？这个干净地这样就会很干净？会不会机箱把数字地的干扰都带出来，整个机 ...
化二为一发表于 2012-5-22 16:47

（1）细线的高频阻抗（主要是电感）很大，不仅要看其直流电阻R，还依赖于其高频L。
还有这条，为啥利用细线或者您说的0603贴片电阻隔离获得干净地，主要是依赖于它的感抗，高频时电感起作用，那么这个隔离的为啥又不能用电感，说电感串在地上会震荡，又会有压降形成共模电压，细线隔离不就是利用细线的感抗吗？？？

作者: lfy21cn 时间: 2012-5-23 10:03

电感是储能作用，容易与电容形成振荡电路。
----线上的寄生电感很小，一般就不会存在这种问题
化二为一发表于 2012-5-23 09:52

细线不就是利用其高频感抗吗？

作者: lfy21cn 时间: 2012-5-23 10:10

（1）塑料外壳，屏蔽电缆屏蔽层通过10nF电容与电路板数字地相连。
(2)塑料外壳产品，I/O口的静地设计要求很 ...
化二为一发表于 2012-5-23 09:54

金属外壳呢？是不是这样就可以—屏蔽电缆屏蔽层与金属屏蔽外壳做360度连接，机箱内的电路板数字地通过0603贴片电容隔离出一个靠近I/O的净地，然后净地通过螺钉与金属机壳相连。

作者: lfy21cn 时间: 2012-5-23 10:21

最好也将数字地也与金属机箱相连，
化二为一发表于 2012-5-23 10:16

数字地，净地都与机壳通过螺钉连接，数字地净地通过机壳不就是短路相连了吗？0603隔离获得的净地不会被数字地搞脏吗？

作者: lfy21cn 时间: 2012-5-23 10:41
回复 46# 化二为一

如果这个屏蔽箱不接大地呢？

作者: lfy21cn 时间: 2012-6-6 23:03
回复 50# 化二为一

我这个倒是没地环路什么的问题吧

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