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1、地线干扰对策 4.1地环路对策从地环路干扰的机理可知，只要减小地环路中的电流就能减小地环路干扰。如果能彻底消除地环路中的电流，则可以彻底解决地环路干扰的问题。因此我们提出以下几种解决地环路干扰的方案。 A. 将一端的设备浮地如果将一端电路浮地，就切断了地环路，因此可以消除地环路电流。但有两个问题需要注意，一个是出于安全的考虑，往往不允许电路浮地。这时可以考虑将设备通过一个电感接地。这样对于50Hz的交流电流设备接地阻抗很小，而对于频率较高的干扰信号，设备接地阻抗较大，减小了地环路电流。但这样做只能减小高频干扰的地环路干扰。另一个问题是，尽管设备浮地，但设备与地之间还是有寄生电容，这个电容在频率
2、较高时会提供较低的阻抗，因此并不能有效地减小高频地环路电流。 B. 使用变压器实现设备之间的连接利用磁路将两个设备连接起来，可以切断地环路电流。但要注意，变压器初次级之间的寄生电容仍然能够为频率较高的地环路电流提供通路，因此变压器隔离的方法对高频地环路电流的抑制效果较差。提高变压器高频隔离效果的一个办法是在变压器的初次级之间设置屏蔽层。但一定要注意隔离变压器屏蔽层的接地端必须在接受电路一端。否则，不仅不能改善高频隔离效果，还可能使高频耦合更加严重。因此，变压器要安装在信号接收设备的一侧。经过良好屏蔽的变压器可以在1MHz以下的频率提供有效的隔离。 C. 使用光隔离器另一个切断地环路的方法是用光
3、实现信号的传输。这可以说是解决地环路干扰问题的最理想方法。用光连接有两种方法，一种是光耦器件，另一种是用光纤连接。光耦的寄生电容一般为2pf，能够在很高的频率提供良好的隔离。光纤几乎没有寄生电容，但安装、维护、成本等方面都不如光耦器件。 D. 使用共模扼流圈在连接电缆上使用共模扼流圈相当于增加了地环路的阻抗，这样在一定的地线电压作用下，地环路电流会减小。但要注意控制共模扼流圈的寄生电容，否则对高频干扰的隔离效果很差。共模扼流圈的匝数越多，则寄生电容越大，高频隔离的效果越差。 4.2消除公共阻抗耦合 消除公共阻抗耦合的途径有两个，一个是减小公共地线部分的阻抗，这样公共地线上的电压也随之减小，从而
4、控制公共阻抗耦合。另一个方法是通过适当的接地方式避免容易相互干扰的电路共用地线，一般要避免强电电路和弱电电路共用地线，数字电路和模拟电路共用地线。如前所述，减小地线阻抗的核心问题是减小地线的电感。这包括使用扁平导体做地线，用多条相距较远的并联导体作接地线。对于印刷线路板，在双层板上布地线网格能够有效地减小地线阻抗，在多层板中专门用一层做地线虽然具有很小的阻抗，但这会增加线路板的成本。通过适当接地方式避免公共阻抗的接地方法是并联单点接地，如图4 所示。并联接地的缺点是接地的导线过多。因此在实际中，没有必要所有电路都并联单点接地，对于相互干扰较少的电路，可以采用串联单点接地。例如，可以将电路按照强
5、信号，弱信号，模拟信号，数字信号等分类，然后在同类电路内部用串联单点接地，不同类型的电路采用并联单点接地。 5小结 地线造成电磁干扰的主要原因是地线存在阻抗，当电流流过地线时，会在地线上产生电压，这就是地线噪声。在这个电压的驱动下，会产生地线环路电流，形成地环路干扰。当两个电路共用一段地线时，会形成公共阻抗耦合。解决地环路干扰的方法有切断地环路，增加地环路的阻抗，使用平衡电路等。解决公共阻抗耦合的方法是减小公共地线部分的阻抗，或采用并联单点接地，彻底消除公共阻抗.随着数字信息时代的来临，普通电视机逐渐普及并具有超大信息存储容量的DVD碟片和DVD播放器逐渐成为人们获取信息的主要途径。由于采用一
6、体化设计，TV+DVD COMBO机不仅省去了联接线和复杂的连接方法，而且用户仅需一只遥控器，就可完成TV和DVD的全部功能操作，只要按一下DVD或TV键就可方便地实现TV和DVD之间的转换。 这款TV+DVD COMBO机与普通电视机相比，它具有内置DVD播放器设计使TV和DVD共用部分电路资源节省成本，同时又能简化用户的连接和操作。随着人们对电视图像质量要求的不断提高，电视接收机信号干扰问题日渐成为电路设计者所要首先考虑的问题。电视接收机在不同的环境和条件下会受到不同种类、不同程度的干扰，所以对电视接收机干扰问题也相对复杂些。 而开路状态即电视信号不是通过同轴电缆进行信号传输，而是通过大气
7、作为媒介用天线来接收电视信号的接收方式。这种状态下的外界干扰会比闭路状态下更为严重。但一般状态下形成干扰要满足3个基本要素：干扰源、传播路径、敏感器件，如图1所示。 从这些方面考虑电磁干扰，以达到对TV+DVD COMBO机开路接收的抗干扰性进行分析和改善，从而达到更好的电磁兼容性(EMC)。由于电磁干扰的原因，工作在规定的电磁环境安全范围内的电气和电子的系统、装置和设备，他们的设计水平或性能上没有造成不可接受的下降，这种能力就是电磁兼容性。1 接收机干扰种类 任何可能引起装置、设备或系统性能降低或对生命物质或对无生命物质产生损害作用的电磁现象，叫电磁骚扰。它可能是由电磁噪声、无用信号或传播媒
8、介自身的变化。对于电视接收机而言，它就是干扰源，用数学语言描述数字信号、开关电路、脉动发生电路和大功率控制电路等，在极短时间内电压电流急速变化的场合，含有电感和电容的电路通断的场合。 不同的交流电源干扰来自，外来噪声是外界干扰，内部噪声是机内噪声。 除此之外，噪声按传递途径分类 文中从外部和内部对电视接收机的干扰进行分析。11 外部干扰 外部干扰是由电视机本身产生降低电视信号质量的干扰，一般多为辐射干扰，如：外界雷电、继电器运作、开关动作电路等。当这些dudt，didt值较大的干扰耦合进电视接收机，会对其产生严重的影响，重者会使电视机损坏，这种干扰又分自然干扰和人为干扰。12 内部干扰 一般情
9、况下，受外界干扰的程度和强度由环境因素决定，所以改善TV+DVD COMBO机的电视信号效果要从电视机芯电路设计着手，也就是对电视机本身性能的研究。当外界条件稳定的情况下，电视信号接收效果越好，说明该电视接收性能越强。针对不同的电视接收机，不同机芯电路设计，在干扰种类和形式上基本相同，但不同的机芯电路设计有细微的干扰差别。121 PCB设计及布线 良好的印制电路板(PCB)设计和布线在电磁兼容性中是一个重要的因素。大多数PCB布线受限于电路板的大小和铜板的层数。一些布线技术可以用于一种电路，却不能用于另一种，这便主要依赖于布线工程师的经验。所以PCB设计及布线成功的话将减少绝大部分的电磁干扰。
10、如果布线不当会产生干扰。(1)线路板分区不合理：如强、弱信号、数字、模拟信号距离不当。干扰源(电源)与大信号区过近，干扰频谱如图4所示。这种干扰一般是通过电磁辐射耦合到相应的敏感区引起的。 (2)单片机总线与小信号区距离不当，产生干扰现象，如图5所示。这种干扰是由于单片机产生的干扰通过传导或辐射耦合到小信号区。 (3)电路板的走线是主要的辐射源。走线产生的辐射主要是由于逻辑电路中电流的突变，在导线的电感上产生了感应电压，这个电压会产生较强的辐射。 另外，由于导线起着辐射天线的作用，所以导线越长，辐射效率越高，产生的干扰程度越强。 (4)线路板上有较大的环路面积，易形成辐射源。 (5)布线是直角
11、路径会在其内部的边缘产生集中的电场。该电场能产生耦合到相邻路径的噪声。 (6)布线的间距过小易产生电容耦合的干扰，一般在走线距离方面有简单的规定。 (7)电源线的地线过窄，以致电源线和地线的阻抗相对较大，从而电流流过时产生一定的压降，对敏感区造成过大的干扰。 可见，PCB设计和布线是提高电视接收机抗干扰能力应考虑的因素。122 开关电源部分 干扰种类及现象：开关电源的差模、共模滤波器，由C801，T801和C802组成，抑制供电电路引入的各种电磁干扰掉，消除电网电压中高频干扰脉冲；由于共模滤波器具有双向性，即可将随交流电供电线路引入的干扰信号抑制之外，还可将由开关稳压电源高频振荡注入交流市电的
12、电磁干扰抑制，而且后者的滤波效果更明显。如图6(a)图6(d)分别为电容C802前后的频谱图和波形图，可见经过差模电容后干扰程度明显减弱。开关电源主要引起电视接收机的噪点干扰，轻微干扰，如图6所示；严重干扰时会形成S纹状干扰，如图7所示。 开关电源抑制电路由C873，C852，D843，R851组成。在开关管Q801截止时，变压器在(1)(3)绕组上产生突变的开关干扰电压，此电压通过D843对C873，C852充电。由于D843正向导通电阻很小，故充电时间短，使(1)(3)绕阻上的能量在开关管Q801截止的瞬间有一个释放通路。这样，开关变压器(1)(3)两端产生的突变电压会大大减小，从而起到抑
13、制开关干扰作用。而C852同时还对二极管两端产生的尖峰电压进行滤波。其他形成原因和抑制方法如表1所示。 电容C835前后的地干扰情况有较大差别，电容的滤波效果明显，如图8(a)和图8(b)分别为电容滤波前后的频谱图。 开关电源部分还具体研究了C808，C809，C817，C830，C851(冷地部分两个地之间的耦合电容)，C832，C833，C852，C864几个电容的滤波效果，如表2所示。通过对上述电容的分析，可知电容的滤波作用不是电容越大状态越好，而是根据具体的电路匹配适合的电容，频率决定电容的选择，电压决定耐压的选择，同时还要考虑器件选择的成本问题。123 DVD部分 在DVD部分，它有
14、两个地线回路：一是DVD的地线，一是在主机芯板上与12 V的DVD供电电源形成回路的地线。对于后一个回路的不同接点会形成一定的干扰。地线回路路径如PCB图8，当把C818正极与它下面的地线连接可以形成地线环路如PCB图10所示，这种情况下会引入大信号地的干扰，当观看DVD静态画面时出现波纹干扰。而在J917处接通地线回路时，就不会出现上述干扰现象，这是因为这个回路没有走大信号的地，从而没有串入干扰。2 干扰传播路径 干扰传播的途径如图10所示。有通过电源线、信号线、地线、大地等途径传播的“传导传播”，也有通过空间直接传播的“辐射传播”。21 辐射传播 电场(E场)产生于两个具有不同电位的导体之
15、间。电场的单位为mV，电场强度正比于导体之间的电压，反比于两导体间的距离。磁场(H场)产生于载流导体的周围，磁场的单位为mH，磁场正比于电流，反比于离开导体的距离。当交变电压通过网络导体产生交变电流时，产生电磁(EM)波，E场和H场互为正交同时传播。传播速度由媒体决定；在自由空间等于光速3108ms。在靠近辐射源时，电磁场的几何分布和强度由干扰源特性决定，仅在远处是正交的电磁场，如图12所示。 22 传导传播 产生传导干扰可以为差模(在火线和零线之间或信号线之间)或共模(在火线零线信号和地线之间)，也可以为两者的组合。对于信号和控制线，仅限制共模电流。对于电源端口，在远端要测量火线和大地之间、零线与大地之间的电压。差模发射通常与电源的低频开关噪声有关，而共模发射可能是由于高频开关元件、内部电路电源或内部电缆的耦合引起的。 通过被连接电路，两根导线终端与地线之间存在着阻抗。这两条线的阻抗一旦不平衡，在终端就会出现模式的相互转换。即通过导线传递的一种模式在终端反射时，其中一部分会变换成另一种模式。3 抑制干扰的措施 电视接收机的电磁兼容性好坏应该从各个抑制干扰方面进行考虑，从而达到更佳的接收效果，下面将从5个方面进行分析。31 元件的选择 所有的
