liuzhe20052668 发表于 2011-10-20 18:23:16

一些混淆的概念

我总是对一些概念搞不清楚,共模干扰,差模干扰,共模辐射,差模辐射,怎么感觉不同的书对这些概念的定义不同呢?共模辐射就是供摸干扰吗?不胜感激!

西风独凉 发表于 2011-10-20 19:29:56

干扰以发射方式不同分两种:传导干扰和辐射干扰。
而共模和差模是以其形成机理不同而划分的。

桃花岛主 发表于 2011-10-20 21:50:32

做EMC确实需要对这几个概念等搞清楚;

这样说吧,电磁干扰90%以上与共模有关,EMI问题主要由共模干扰引起,这个可以从EMS测试看出来,比如传导抗扰、静电、EFT、浪涌等都是共模的注入方式,当然EMI和EMS是互易的,不难看出,EMI主要由共模干扰引起,当然差模干扰对EMI也有共献,但不突出而已;

共模干扰主要有各种寄生参数引起,因为现在各种电路集成度和速率越来越高,各种寄生参数作用就越来越明显,此时,原理图只是一种理想化的模型,实际发生了什么,原理图中根本反应不出来,比如导线,高频时为电阻与电感串联,又比如电容,高频时为电阻、电容、电感的串联,另外又如导线间分布参数、导线对地等分布参数等等等等,正是因为这些个分布参数作用,使得信号回流流过不可预期的路径或由于寄生参数产生额外的压降,成为共模干扰产生的原因;而差模干扰主要由有用信号产生,这种干扰环路小因此产生的干扰有限;

可以说,共模干扰和差模干扰是干扰的本质,而共模辐射和差模辐射是干扰的现象,共模干扰包括共模辐射干扰和共模传导干扰,差模干扰也包括差模辐射干扰和差模传导干扰。从辐射干扰形成机理来说,包括差模辐射和共模辐射,差模辐射就是有用信号回路产生的辐射,而共模辐射,是由于寄生参数作用对地环路的辐射,在PCB上,现在因为多层板,根据微带线原理,回流在参考平面上,因此,差模辐射环路非常小,可以说差模辐射引起的差模干扰影响很小,而共模辐射,往往通过I/O电缆及参考接地平板,环路很大,可以说共模辐射引起的共模干扰很大;

共模干扰和差模干扰可以相互转化,一般共模转差模主要是不平衡电路,而差模转共模主要是寄生特性,另外共模的来源还有电磁场耦合、地电位波动等。

sarenbarci 发表于 2011-10-20 21:58:48

岛主已经说得很清楚了

smy096 发表于 2011-10-20 22:20:26

希望岛主哥能对板级防护共模干扰设计说点技巧撒,共模干扰这块机理俺大概懂了,就是面对PCB板设计,感觉懂了和会设计是俩嘛事啊?求学习撒~~

桃花岛主 发表于 2011-10-20 22:35:37

回复 5# smy096


    大的方面,地阻抗一定要小。以前单面板或双面板时都用地线,现在信号速率和器件集成度越来越高,基本上都用多层板了,因为多层板用电源平面和地平面,阻抗很小,信号回流或外部干扰注入,在地平面上产生的共模干扰电压很小,共模干扰源小了,共模干扰当然降低;注意此处的前提是地平面要完整,如果有分割等,高频时阻抗也就上去了,那么回流流过地平面,压降就形成了,干扰源就形成了!

    第二个方面,尽量少使用排线,能用一块板完成设计,绝不用两块板,因为互联排线阻抗很高,一般情况下寄生电感1nH/mm,如果信号回流或外部注入干扰流过,同样将产生压降,此时共模干扰源头也形成了,如果必须使用排线,建议使用带平面层的柔性PFC或者排线处滤波等;

    第三个方面,架构设计时尽量不要浮地,单板与机壳或参考地良好连接不论从EMI和EMS上来说都有很大的好处,因为接地可以引导共模电流流向,避免共模电流流入板内或流出系统外部,造成EMI和EMS的问题;

    第四个方面,一定要注意I/O口布局,所有I/O尽量布置在在一面且在系统接地的位置,尽量避免系统各个面都有I/O,这样会恶化EMI和EMS性能,因为接口靠近接地点,即有利于共模电流流过对外电缆,又有利于对外电缆耦合的共模流向地从而避免进入板内。

   大的方面就这些,这些一定要把握好,其他的布局、布线、滤波等其实可以说就是为以上服务的。

情感天下 发表于 2011-10-20 22:52:28

回复 3# 桃花岛主


   受教了!

liuzhe20052668 发表于 2011-10-20 23:03:50

十分感谢岛主

rarkii 发表于 2011-10-21 09:24:28

我也来拍下砖头~
共模如何产生?
首先就需要有差模的激励,如果没有差模那么就没有共模,对于EMI辐射而言,一般来说由差模转变为共模造成;对于EMS来说,注入的共模能量转变成为差模能量,驱动了门电路,完成了数字01跳变,即逻辑跳变,导致了程序时序跑飞。
如何来控制共模与差模干扰?
如上述共模如何产生的机理阐述,预先控制共模能量的辐射,首先就要控制差模能量向共模能量产生的大小,如环路,幅度大小等,再根据EMC三要素,我们可以直接控制路径,线缆走向,割地与接地等,和直接降低共模发射,加磁环和共模电感等;

pcul 发表于 2011-10-21 09:26:22

補充一下, EMS測試有共模也有差模測試唷.
比如 Surge 有測試 Line to Ground(共模), 但是也有 Line to Line(差模)的測試.
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