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脈沖群干擾的通用處理方法
日期：2025-04-29 01:29
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摘要：
脈沖群干擾的通用處理方法
1、吸收和濾波
脈沖群試驗(yàn)的本意是進(jìn)行共模干擾試驗(yàn)，只是干擾脈沖的波形前沿非常陡峭，持續(xù)時(shí)間非常短暫，因此含有的高頻成分極其豐富，這就導(dǎo)致在干擾波形的傳輸過程中，會(huì)有一部分干擾從傳輸?shù)木€纜中逸出形成輻射，這樣設(shè)備*終受到的干擾是傳導(dǎo)和輻射的復(fù)合干擾。
針對(duì)脈沖群干擾來說，*通用的抑制辦法之一是采用濾波（用電源線和信號(hào)線的濾波器進(jìn)行濾波）以及吸收（用鐵氧體磁芯來吸收）。其中采用鐵氧體磁芯吸收的方案非常便宜也非常有效。
無論是濾波器還是鐵氧體磁芯，在做試驗(yàn)時(shí)，它們擺放位置非常講究。因?yàn)槊}沖群干擾不僅僅是一個(gè)傳導(dǎo)干擾，更麻煩的是它還含有輻射的成分，不同的安裝位置，輻射干擾的逸出情況各不相同，難以捉摸。所以我們希望在整改試驗(yàn)中的濾波器和鐵氧體磁芯的擺放位置，就是今后在正式產(chǎn)品中使用濾波器和鐵氧體磁芯的位置，千萬不能隨意更改。*有效的位是將濾波器和鐵氧體磁芯用在干擾的源頭和設(shè)備的入口處。前者是對(duì)干擾源的徹底處理；后者是把緊抑制干擾的大門，使經(jīng)過濾波器和鐵氧體磁芯處理后的電源線和信號(hào)線不再含有輻射的成分。
2、瞬變干擾抑制器件
由于脈沖群信號(hào)是高頻高壓脈沖，因此對(duì)于脈沖群信號(hào)的抑制還可以采用瞬變電壓吸收器件來對(duì)脈沖群信號(hào)來進(jìn)行吸收。
瞬變電壓吸收器件的種類有多種，但主要有氣體放電管、金屬氧化物壓敏電阻、硅瞬變電壓吸收二極管和固體放電管等幾種?？紤]到脈沖群信號(hào)的高頻、高速的特點(diǎn)，適用的瞬變電壓吸收器件只有金屬氧化物壓敏電阻和硅瞬變電壓收收二極管兩種。
針對(duì)電源線的干擾抑制，原則上這兩種器件都能使用，但相比之下可能壓敏電阻用得更加普遍，原因是價(jià)格便宜，響應(yīng)速度快。另外，壓敏電阻固有寄生電容大的問題在50Hz的電源線路上也沒有任何不好的作用。
針對(duì)信號(hào)線，這兩種器件同樣都能使用，但硅瞬變電壓吸收二極管可能更加適用，原因是在印刷電路板**的保護(hù)中，硅瞬變電壓吸收二極管的電壓檔次眾多，可供選擇的余地很大；同時(shí)，限定電壓比較精準(zhǔn)(二極管動(dòng)作時(shí)的殘余電壓較低，比較接近于擊穿電壓)，尤其適合于對(duì)半導(dǎo)體集成電路等電子元器件的保護(hù)。另外，硅瞬變電壓吸收二極管的寄生電容比壓敏電阻小，用在線路上對(duì)傳輸信號(hào)的傷害要小。對(duì)于高速的傳輸信號(hào)還有專門經(jīng)過處理的、寄生電容小的硅瞬變電壓吸收二極管可以選用(采用高速二極管與硅瞬變電壓吸收二極管相串聯(lián)，由于高速二極管有pF級(jí)的結(jié)電容，經(jīng)過串聯(lián)處理后的硅瞬變電壓吸收二極管的等效電容也是pF級(jí)的)，特別適合于對(duì)這些線路的保護(hù)。
3、屏蔽
考慮到脈沖群信號(hào)的前沿非常陡峭，脈寬也非常窄，因此含有的諧波成分極其豐富，幅度較大的頻率至少要達(dá)到60MHz以上。對(duì)于做試驗(yàn)的電源線和信號(hào)線來說，那怕長(zhǎng)度只有1m，由于長(zhǎng)度已可和傳輸頻率的波長(zhǎng)相比，所以不能以普通電源線和信號(hào)線對(duì)待，信號(hào)在上面?zhèn)鬏敃r(shí)，部分是通過線路進(jìn)入試品（傳導(dǎo)）；部分要從線路逸出，成為輻射信號(hào)進(jìn)入試品（輻射）。所以試品受到的干擾實(shí)際上是傳導(dǎo)與輻射的結(jié)合，亦即在做脈沖群試驗(yàn)的時(shí)候，在參試導(dǎo)線的周圍實(shí)際上還存在一個(gè)輻射場(chǎng)。
針對(duì)輻射干擾，比較通用的抑制辦法便是屏蔽，包括設(shè)備外殼的屏蔽，設(shè)備內(nèi)部的局部屏蔽，還有傳輸線的屏蔽（屏蔽線、同軸電纜和雙絞線等）。
4、結(jié)構(gòu)和接地
結(jié)構(gòu)和接地也是抑制脈沖群干擾的很重要的方面。
圖示為一個(gè)非金屬外殼的電子設(shè)備，首先電源線遠(yuǎn)離接地點(diǎn)，接地路徑較長(zhǎng)，接地效果大大降低。
其次，信號(hào)線1遠(yuǎn)離接地點(diǎn)，導(dǎo)致干擾脈沖施加在電源線和信號(hào)線1上時(shí)，脈沖群的共模干擾電流要經(jīng)互連線和下面的線路板，*終經(jīng)接地端子入地。由于互連線的阻抗較大，而且接地路徑又長(zhǎng)（接地阻抗也大），大大增加了電磁兼容的風(fēng)險(xiǎn)。
如果把上面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改一改，改成下圖的布局，即將信號(hào)線電源線集中到一塊印刷線路板上，并在這塊印刷板的同一側(cè)上，設(shè)備的接地點(diǎn)也移到信號(hào)線和電源線的入口附近，則新設(shè)計(jì)中的大部分干擾電流都會(huì)從這個(gè)接地點(diǎn)進(jìn)入大地，只有較少一部分流入產(chǎn)品內(nèi)部線路，這樣就會(huì)大大改進(jìn)這個(gè)設(shè)備的抗脈沖群干擾的性能。由此可見，設(shè)備的結(jié)構(gòu)和接地點(diǎn)的選擇對(duì)設(shè)備的抗干擾性能有至關(guān)重要的作用。
脈沖群干擾的通用處理方法還有其它方法，要想了解脈沖群發(fā)生器詳細(xì)資料，可點(diǎn)擊鏈接：www.dgzhongsheng.com/ProductShow.asp。
1、吸收和濾波
脈沖群試驗(yàn)的本意是進(jìn)行共模干擾試驗(yàn)，只是干擾脈沖的波形前沿非常陡峭，持續(xù)時(shí)間非常短暫，因此含有的高頻成分極其豐富，這就導(dǎo)致在干擾波形的傳輸過程中，會(huì)有一部分干擾從傳輸?shù)木€纜中逸出形成輻射，這樣設(shè)備*終受到的干擾是傳導(dǎo)和輻射的復(fù)合干擾。
針對(duì)脈沖群干擾來說，*通用的抑制辦法之一是采用濾波（用電源線和信號(hào)線的濾波器進(jìn)行濾波）以及吸收（用鐵氧體磁芯來吸收）。其中采用鐵氧體磁芯吸收的方案非常便宜也非常有效。
無論是濾波器還是鐵氧體磁芯，在做試驗(yàn)時(shí)，它們擺放位置非常講究。因?yàn)槊}沖群干擾不僅僅是一個(gè)傳導(dǎo)干擾，更麻煩的是它還含有輻射的成分，不同的安裝位置，輻射干擾的逸出情況各不相同，難以捉摸。所以我們希望在整改試驗(yàn)中的濾波器和鐵氧體磁芯的擺放位置，就是今后在正式產(chǎn)品中使用濾波器和鐵氧體磁芯的位置，千萬不能隨意更改。*有效的位是將濾波器和鐵氧體磁芯用在干擾的源頭和設(shè)備的入口處。前者是對(duì)干擾源的徹底處理；后者是把緊抑制干擾的大門，使經(jīng)過濾波器和鐵氧體磁芯處理后的電源線和信號(hào)線不再含有輻射的成分。
2、瞬變干擾抑制器件
由于脈沖群信號(hào)是高頻高壓脈沖，因此對(duì)于脈沖群信號(hào)的抑制還可以采用瞬變電壓吸收器件來對(duì)脈沖群信號(hào)來進(jìn)行吸收。
瞬變電壓吸收器件的種類有多種，但主要有氣體放電管、金屬氧化物壓敏電阻、硅瞬變電壓吸收二極管和固體放電管等幾種?？紤]到脈沖群信號(hào)的高頻、高速的特點(diǎn)，適用的瞬變電壓吸收器件只有金屬氧化物壓敏電阻和硅瞬變電壓收收二極管兩種。
針對(duì)電源線的干擾抑制，原則上這兩種器件都能使用，但相比之下可能壓敏電阻用得更加普遍，原因是價(jià)格便宜，響應(yīng)速度快。另外，壓敏電阻固有寄生電容大的問題在50Hz的電源線路上也沒有任何不好的作用。
針對(duì)信號(hào)線，這兩種器件同樣都能使用，但硅瞬變電壓吸收二極管可能更加適用，原因是在印刷電路板**的保護(hù)中，硅瞬變電壓吸收二極管的電壓檔次眾多，可供選擇的余地很大；同時(shí)，限定電壓比較精準(zhǔn)(二極管動(dòng)作時(shí)的殘余電壓較低，比較接近于擊穿電壓)，尤其適合于對(duì)半導(dǎo)體集成電路等電子元器件的保護(hù)。另外，硅瞬變電壓吸收二極管的寄生電容比壓敏電阻小，用在線路上對(duì)傳輸信號(hào)的傷害要小。對(duì)于高速的傳輸信號(hào)還有專門經(jīng)過處理的、寄生電容小的硅瞬變電壓吸收二極管可以選用(采用高速二極管與硅瞬變電壓吸收二極管相串聯(lián)，由于高速二極管有pF級(jí)的結(jié)電容，經(jīng)過串聯(lián)處理后的硅瞬變電壓吸收二極管的等效電容也是pF級(jí)的)，特別適合于對(duì)這些線路的保護(hù)。
3、屏蔽
考慮到脈沖群信號(hào)的前沿非常陡峭，脈寬也非常窄，因此含有的諧波成分極其豐富，幅度較大的頻率至少要達(dá)到60MHz以上。對(duì)于做試驗(yàn)的電源線和信號(hào)線來說，那怕長(zhǎng)度只有1m，由于長(zhǎng)度已可和傳輸頻率的波長(zhǎng)相比，所以不能以普通電源線和信號(hào)線對(duì)待，信號(hào)在上面?zhèn)鬏敃r(shí)，部分是通過線路進(jìn)入試品（傳導(dǎo)）；部分要從線路逸出，成為輻射信號(hào)進(jìn)入試品（輻射）。所以試品受到的干擾實(shí)際上是傳導(dǎo)與輻射的結(jié)合，亦即在做脈沖群試驗(yàn)的時(shí)候，在參試導(dǎo)線的周圍實(shí)際上還存在一個(gè)輻射場(chǎng)。
針對(duì)輻射干擾，比較通用的抑制辦法便是屏蔽，包括設(shè)備外殼的屏蔽，設(shè)備內(nèi)部的局部屏蔽，還有傳輸線的屏蔽（屏蔽線、同軸電纜和雙絞線等）。
4、結(jié)構(gòu)和接地
結(jié)構(gòu)和接地也是抑制脈沖群干擾的很重要的方面。
圖示為一個(gè)非金屬外殼的電子設(shè)備，首先電源線遠(yuǎn)離接地點(diǎn)，接地路徑較長(zhǎng)，接地效果大大降低。
其次，信號(hào)線1遠(yuǎn)離接地點(diǎn)，導(dǎo)致干擾脈沖施加在電源線和信號(hào)線1上時(shí)，脈沖群的共模干擾電流要經(jīng)互連線和下面的線路板，*終經(jīng)接地端子入地。由于互連線的阻抗較大，而且接地路徑又長(zhǎng)（接地阻抗也大），大大增加了電磁兼容的風(fēng)險(xiǎn)。
如果把上面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改一改，改成下圖的布局，即將信號(hào)線電源線集中到一塊印刷線路板上，并在這塊印刷板的同一側(cè)上，設(shè)備的接地點(diǎn)也移到信號(hào)線和電源線的入口附近，則新設(shè)計(jì)中的大部分干擾電流都會(huì)從這個(gè)接地點(diǎn)進(jìn)入大地，只有較少一部分流入產(chǎn)品內(nèi)部線路，這樣就會(huì)大大改進(jìn)這個(gè)設(shè)備的抗脈沖群干擾的性能。由此可見，設(shè)備的結(jié)構(gòu)和接地點(diǎn)的選擇對(duì)設(shè)備的抗干擾性能有至關(guān)重要的作用。
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