1.3.2 電磁干擾耦合途徑

電磁干擾可以通過導(dǎo)線傳輸，即通過電子設(shè)備的電源線、通信線、信號線等直接侵入敏感設(shè)備，這種方式稱為傳導(dǎo)干擾。干擾源周圍存在的電場和磁場會對電子設(shè)備附近的敏感設(shè)備產(chǎn)生干擾，這種方式稱為近場耦合干擾；同時干擾會以電磁波的方式向遠(yuǎn)處空間傳播，從而影響遠(yuǎn)處的敏感設(shè)備工作，這種方式稱為遠(yuǎn)場輻射干擾。從本質(zhì)上說，電磁干擾的耦合途徑有兩種：通過導(dǎo)線傳導(dǎo)和通過空間輻射，如圖1.14所示。

1.通過導(dǎo)線的傳導(dǎo)干擾

在進行電路設(shè)計時，導(dǎo)線作為理想的連接線，沒有電氣特征，而在實際應(yīng)用中，導(dǎo)線是有電阻、電感、電容的，特別是在頻率比較高的時候，這些分布參數(shù)將對信號的傳輸有著重要的影響。

通常用特性阻抗（Z）來表示導(dǎo)線的分布參數(shù)：

式中

Z—導(dǎo)線的特性阻抗；

L—導(dǎo)線的分布電感；

C—導(dǎo)線的分布電容。

特性阻抗與導(dǎo)線中傳輸?shù)碾妷骸㈦娏鳠o關(guān)，只與導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)、介質(zhì)有關(guān)。同軸電纜的特性阻抗一般為50Ω或75Ω，雙絞線的特性阻抗一般為120Ω左右。在信號傳輸中，一個重要的問題就是阻抗匹配問題，這里的阻抗指的就是特性阻抗。

阻抗匹配可以減小信號在導(dǎo)線中的衰減，抑制信號的畸變，提高信號的傳輸質(zhì)量和效率，從而減少系統(tǒng)在導(dǎo)線上的問題，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

電流總是走“最小阻抗”路徑。以屏蔽線為例，低頻（f<1kHz）時，導(dǎo)線的電阻起到主要作用，絕大部分電流從導(dǎo)線的銅線中流過；高頻（f>10kHz）時，環(huán)路屏蔽層的感抗小于導(dǎo)線的阻抗，因此信號電流從屏蔽層上流過。

干擾電流在導(dǎo)線上傳輸有兩種方式：共模和差模。干擾電流在導(dǎo)線上形成大小相等、方向相反的電流稱為差模電流，干擾電流在導(dǎo)線上形成方向相同的電流稱為共模電流。

一般有用的信號為差模信號，因此共模電流只有轉(zhuǎn)變?yōu)椴钅ｋ娏鞑拍軐τ杏眯盘柈a(chǎn)生干擾。這種轉(zhuǎn)變是由電路的阻抗是否平衡決定的。平衡電路可以阻止共模電流向差模電流轉(zhuǎn)變，從而提高導(dǎo)線的抗干擾能力。

在實際的電路中，電子設(shè)備和器件都連接在電源和地線上，它們之間會產(chǎn)生公共阻抗耦合干擾，如共電源阻抗干擾和共地線阻抗干擾。避免共電源阻抗的方法就是在電源入口處安裝濾波器、隔離變壓器、去耦電容等，提供高頻干擾泄放通道，避免其傳導(dǎo)至電源中。

回流是產(chǎn)生共地線阻抗的根本原因，與地線阻抗有關(guān)，減小共地線阻抗干擾的根本措施是降低地線公共阻抗，采用多點接地的方式。

2.通過空間的輻射干擾

干擾的空間輻射本質(zhì)上是通過場的形式進行空間傳播的。場可以分為近場和遠(yuǎn)場，其中近場也稱為感應(yīng)場，與場源的性質(zhì)密切相關(guān)。當(dāng)場源為高電壓小電流時，主要表現(xiàn)為電場，當(dāng)場源為低電壓大電流時，則主要表現(xiàn)為磁場。無論是電場還是磁場，當(dāng)距離大于λ/2π時都變成了遠(yuǎn)場，遠(yuǎn)場又稱為輻射場。遠(yuǎn)場屬于平面波，容易分析和測量，而近場存在電場和磁場的相互轉(zhuǎn)換問題，比較復(fù)雜。對于距離較遠(yuǎn)的電子系統(tǒng)，一般采用遠(yuǎn)場來分析處理。

電磁波可以通過單點輻射、平行線環(huán)路輻射、單導(dǎo)線輻射向空間輻射干擾。電磁波輻射有兩個必要條件：變化的電壓/電流和輻射天線。只存在變化的電壓/電流，沒有輻射天線，是不會產(chǎn)生大量的輻射干擾的。

當(dāng)一臺電子設(shè)備進行輻射發(fā)射測試的時候，不接外部輸入/輸出電纜時滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，而在接入電纜時出現(xiàn)嚴(yán)重超標(biāo)，因為輻射干擾是通過天線發(fā)射出來的，如圖1.15所示，系統(tǒng)的輸出線纜充當(dāng)了天線的作用。

差模電流形成的磁場方向相反，可以抵消，而共模電流形成的磁場方向相同，相互疊加，因此電子設(shè)備的輻射問題主要是由共模電流引起的。在使用電子產(chǎn)品設(shè)備時，要特別注意線纜的共模電流輻射問題。

近場的輻射問題主要是通過耦合理論進行分析的，通過電場的耦合稱為電容耦合，通過磁場的耦合稱為互感耦合，大部分場合為兩種耦合同時存在。