电路性耦合是最常见的传导耦合方式,其中至少存在两个相互耦合的电路。电路性耦合主要靠连接线路的电流和电压起作用,因此不同频率下的电路性传导耦合应分开讨论。在低频域时,传输线的几何尺寸l远小于工作波长λ,一般模拟电路可作为集中参数电路处理。而对数字电路,则还应考虑脉冲宽度,只有在脉冲宽度Δt远小于线路内信号的传输时间时,才能作为低频处理。在高频域时,l与λ可比拟,线路应视作分布参数电路,其特性主要取决于分布电感L和分布电容C,其中最主要的参数为传输电磁能量的传输速度v和线路的特性阻抗ZC,表示为
图4-14 所示为电路性耦合的过程。
由叠加定理可得,图4-14所示的每个回路中流过的电流是该回路本身的电流与另一个耦合的电路在其中产生的电流总和。设U01为信号源,U02为骚扰源,当U02=0时,产生的有效电流I1为
U02经阻抗Z3、Z4在回路1中产生的干扰电流为
通过Z12的电流为
式中,第一项是有效电流的一部分;第二项是干扰电流的一部分。干扰电流的一部分在被干扰回路的阻抗Z11和Z12上产生的干扰电压为
图4-14 电路性耦合的过程
在给定的工作频率内,如果干扰电流或干扰电压足够大,以至于超过了干扰对象的敏感门限区,就会出现电磁干扰,产生不良后果。(www.xing528.com)
此外,电路性干扰还可能通过线路与地之间的耦合阻抗引入。图4-15所示的电路就是一种典型的通过接地阻抗的传导耦合方式。干扰电流I在两个回路的共有阻抗ZK产生一个干扰电压us,这个us将与信号源U源合成作为下一级电路的输入。耦合阻抗ZK通常可看做由电阻R和电感L所组成,由于集肤效应,ZK只与较高的频率相关,它的表达式为
ZK=R(ω)+jωL (4-18)
图4-15的公共接地耦合阻抗电路如图4-16所示。
图4-15 典型的通过接地阻抗的传导耦合方式
图4-16 公共接地耦合阻抗电路
由ZK引入的干扰电压us可以计算为
由式(4-19)可以看到,这种电路路性耦合的出现并不取决于导线的长度,而是取决于耦合阻抗的大小,由于耦合阻抗随着频率的增高而增大,所以应特别关注高频时产生的这种电路性耦合。在工程实际中,电路路性耦合常常出现于下列元器件:
1)外壳导体,特别是参考电位点与参考导体。
2)供电线路的进线和回线。
3)接地保护导体。
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