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化二为一:共模干扰的抑制方法(隔离与接地)【原创】

发布时间:2014-09-25 来源:电子元件技术网:化二为一 责任编辑:sherryyu

【导读】由于共模干扰产生的主要原因是不同“地”之间存在共模电压,因此抑制共模干扰的主要措施就是将不同的"地”隔离开来,使之不成回路,如变压器隔离、光电隔离、浮地屏蔽等。这里化二为一将为大家讲解共模干扰的抑制方法。
 
由于共模干扰产生的主要原因是不同“地”之间存在共模电压,因此抑制共模干扰的主要措施就是将不同的"地”隔离开来,使之不成回路,如变压器隔离、光电隔离、浮地屏蔽等。
 
1、变压器隔离
 
利用变压器电磁耦合将信号从原边传变至副边,把不同的电路隔离开来,也就是把不同的地断开,使共模干扰电压不成回路,尤其带多重屏蔽的隔离变压器,通过屏蔽层的合理接地,更能有效抑制共模干扰。同时,隔离前和隔离后应分别采用两组互相独立的电源,切断两部分的地线联系。
 
2 、光电隔离
 
光电耦合器是由发光二极管和光敏三极管封装在一个管壳内组成的。发光二极管两端为信号输入端,光敏三极管的集电极和发射极分别作为光电耦合器的输出端,它们之间的信号传输是靠发光二极管在信号电压的控制下发光,传送给光敏三极管来完成的。由于是靠光传送信号,切断了各个部件电路之间地线的联系。而且光电耦合器的发光二极管只有在通过一定的电流时才能发光,这样,即使是在干扰电压幅值较高的情况下,由于没有足够的能量,仍不能使发光二极管发光, 从而有效地抑制了干扰信号。
 
3、 浮地屏蔽
 
浮地,关系到接地方式,将在下节中详细论述。浮地屏蔽的实质是提高了共模输入阻抗,减少了共模电压在回路中引起的共模电流,从而抑制了共模干扰。
 
4、接地方式
 
“地”有两种,一种是系统基准地,即信号回路的基准导体,为系统提供一个基准(参考) 电位,亦称为”虚地“或系统地,如直流系统的零伏线;另一种是大地,即真正的地。
 
接地方式也可分为保护接地和系统接地:
 
 A)保护接地是使设备机壳与大地等电位, 以避免机壳带电影响人身及设备安全;
 
 B)系统接地是为系统各个部分提供稳定的基准电位,如模拟信号地、数字信号地等。无论哪种接地方式,根据接地理论,都必须遵守低频电路(频率< 1 MHz) 应单点接地的原则,以避免形成地环路,防止地环路产生的电流引入到信号回路内引起干扰。
 
浮地就是各装置的系统地互相连接,但与大地绝缘,即悬浮方式。
 
通常应将主机外壳作为屏蔽罩接地,这样信号源与接收装置之间的共模电压,是通过屏蔽层电阻和系统地与屏蔽层之间的漏阻抗产生共模电流。输入系统及接收装置都有接地和浮地两种情况,所以连接于输入系统及接收装置间的屏蔽电缆,其屏蔽层的接地要慎重,也应遵守单点接地的原则,且应在接地端接地。
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