第六章电缆设计第七讲优秀PPT.ppt
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1、第六章第六章电缆设计第七第七讲1第一页,本课件共有58页一、教学内容及时间安排一、教学内容及时间安排6 61 1 传导耦合传导耦合6 61 1 电容性耦合电容性耦合6 61 1 电感性耦合电感性耦合6.1 6.1 电容性耦合与电感性耦合的综合考虑电容性耦合与电感性耦合的综合考虑6 62 2 高频耦合高频耦合6 62 2 分布参数电路的基本理论分布参数电路的基本理论6 62 2 高频线间的耦合高频线间的耦合6.2 6.2 低频情况的耦合低频情况的耦合6 63 3 辐射耦合辐射耦合6 63.3.基本振子的电磁场分布基本振子的电磁场分布6 63 3辐射耦合辐射耦合6 64 4 处在电磁场中的传输线和
2、电缆处在电磁场中的传输线和电缆6 64 4 场到线的共模耦合与异模耦合场到线的共模耦合与异模耦合二、教学目的及要求二、教学目的及要求 通过这部分内容的教学,使学员理解传导干扰的电耦通过这部分内容的教学,使学员理解传导干扰的电耦合途径,了解电路性干扰的抑制方法,电容性干扰的抑合途径,了解电路性干扰的抑制方法,电容性干扰的抑制方法,抑制磁耦合干扰的措施。制方法,抑制磁耦合干扰的措施。第六章电缆设计和辐射干扰第六章电缆设计和辐射干扰第二页,本课件共有58页三、本次课重点与难点三、本次课重点与难点1 1掌握传导干扰的一般性质,了解传导干扰传输线路的性质。掌握传导干扰的一般性质,了解传导干扰传输线路的性
3、质。2 2掌握传导干扰电耦合途径,电路性干扰的抑制方法,磁耦合干掌握传导干扰电耦合途径,电路性干扰的抑制方法,磁耦合干扰,抑制磁耦合干扰的措施,电路性干扰的实例和计算。扰,抑制磁耦合干扰的措施,电路性干扰的实例和计算。四、教学方法与手段四、教学方法与手段 采用课堂多媒体教学手段进行理论教学。采用课堂多媒体教学手段进行理论教学。第六章电缆设计和辐射干扰第六章电缆设计和辐射干扰第三页,本课件共有58页五、能力与素质培养五、能力与素质培养 通通过过这这部部分分内内容容的的教教学学,使使学学员员了了解解辐辐射射干干扰扰及及其其危危害害熟熟悉悉电电磁磁辐辐射射对对电电路路产产生生的的干干扰扰,外外导导线
4、线及及地地回回路路产产生生的的干干扰扰,减减少少辐辐射射干干扰扰的的措措施,培养学员举一反三、触类旁通的能力。施,培养学员举一反三、触类旁通的能力。六、具体教学内容六、具体教学内容1 1掌握传导干扰的一般性质,了解传导干扰传输线路的性质。掌握传导干扰的一般性质,了解传导干扰传输线路的性质。2 2掌握传导干扰电耦合途径,电路性干扰的抑制方法,磁耦合干扰,掌握传导干扰电耦合途径,电路性干扰的抑制方法,磁耦合干扰,抑制磁耦合干扰的措施,电路性干扰的实例和计算。抑制磁耦合干扰的措施,电路性干扰的实例和计算。七、本次七、本次课小结课小结1 1了解辐射干扰及其危害以及场区划分。了解辐射干扰及其危害以及场区
5、划分。2 2了解辐射干扰的物理模型,了解电磁辐射对电路产生的干扰,了解外了解辐射干扰的物理模型,了解电磁辐射对电路产生的干扰,了解外导线及地回路产生的干扰。导线及地回路产生的干扰。3 3了解电磁辐射对人体的影响及相应的保护措施。了解电磁辐射对人体的影响及相应的保护措施。第四页,本课件共有58页 电缆是效率很高的电磁波接收天线,空间的电磁干扰往往首先被电缆是效率很高的电磁波接收天线,空间的电磁干扰往往首先被电缆接收到,然后传到设备中,造成电路的误动作。电缆还是效率很电缆接收到,然后传到设备中,造成电路的误动作。电缆还是效率很高的电磁波辐射天线,当设备被屏蔽后,电缆是产生电磁波辐射的主高的电磁波辐
6、射天线,当设备被屏蔽后,电缆是产生电磁波辐射的主要原因。当设备或系统不能满足有关电磁干扰的限制时,要原因。当设备或系统不能满足有关电磁干扰的限制时,9090是电缆是电缆的原因。的原因。电缆中的导线都是平行的,而且平行走线距离最长,因此电缆中的导线都是平行的,而且平行走线距离最长,因此信号串扰是十分严重的,减小电缆中导线的串扰是电磁兼容设信号串扰是十分严重的,减小电缆中导线的串扰是电磁兼容设计中十分重要的内容。另外,即使不是同一根电缆中的导线,计中十分重要的内容。另外,即使不是同一根电缆中的导线,相互串扰也往往十分严重,要通过适当的设计来减小这些串扰。相互串扰也往往十分严重,要通过适当的设计来减
7、小这些串扰。要解决串扰问题,首要明确串扰的机理。要解决串扰问题,首要明确串扰的机理。第六章电缆设计和辐射干扰第六章电缆设计和辐射干扰第五页,本课件共有58页6 61 11 1 电容性耦合电容性耦合 由于电容实际是由两个导体构成的,因此两根导线就构由于电容实际是由两个导体构成的,因此两根导线就构成了一个电容,我们称这个电是导线之间的寄生电容。由于成了一个电容,我们称这个电是导线之间的寄生电容。由于这个电容的存在,一个导线中的能量能够耦合到另一个导这个电容的存在,一个导线中的能量能够耦合到另一个导线线上。这种耦合称为电容耦合或电场耦合。上。这种耦合称为电容耦合或电场耦合。1 1电容性耦合模型电容性
8、耦合模型 图表示一对平行导线所构成两回路通过线间的电容耦合,其图表示一对平行导线所构成两回路通过线间的电容耦合,其等效电路如图所示。假设电路等效电路如图所示。假设电路1 1为骚扰源电路,电路为骚扰源电路,电路2 2为敏感电为敏感电路,路,c c为导线为导线1 1与导线与导线2 2间的分布电容等效电路可计算出在回路间的分布电容等效电路可计算出在回路2 2上的感应电压为:上的感应电压为:第六章电缆设计和辐射干扰第六章电缆设计和辐射干扰第六页,本课件共有58页由等效电路可计算出在回路由等效电路可计算出在回路2 2上的感应电压为:上的感应电压为:电容性耦合引起的感应电压正比骚扰源的工作频率、敏感电路的
9、电容性耦合引起的感应电压正比骚扰源的工作频率、敏感电路的对地电阻及、分布电容对地电阻及、分布电容C C、骚扰源电压、骚扰源电压U1U1;电容性耦合主要在射频形;电容性耦合主要在射频形成骚扰,频率越高,电容性耦合越明显;抑制电容性耦合的有效方成骚扰,频率越高,电容性耦合越明显;抑制电容性耦合的有效方法是减小耦合电容法是减小耦合电容 第六章电缆设计和辐射干扰第六章电缆设计和辐射干扰第七页,本课件共有58页导体导体2与地之间耦合的骚扰电压与地之间耦合的骚扰电压UN能够表示为:能够表示为:第六章电缆设计和辐射干扰第六章电缆设计和辐射干扰第八页,本课件共有58页 假定骚扰源的电压假定骚扰源的电压U1U1
10、和工作频率和工作频率F F不能改变,这样只留下两个减不能改变,这样只留下两个减小电容性耦合的参数小电容性耦合的参数C1C1和和R R。减小耦合电容的方法是导体合适的取。减小耦合电容的方法是导体合适的取向、屏蔽导体、分隔导体向、屏蔽导体、分隔导体(增加导体间的距离增加导体间的距离)。若两导体之间距离。若两导体之间距离加大,加大,ClCl的实际值会减小。因此降低导体的实际值会减小。因此降低导体2 2上感应到的电压,若两上感应到的电压,若两平行导体间分隔距离为平行导体间分隔距离为D D,且导体直径为,且导体直径为d d,则,则 第六章电缆设计和辐射干扰第六章电缆设计和辐射干扰第九页,本课件共有58页
11、 第六章电缆设计和辐射干扰第六章电缆设计和辐射干扰第十页,本课件共有58页 第六章电缆设计和辐射干扰第六章电缆设计和辐射干扰传输线的类型图示 单位长度的电容平行直导线与大地平行直导线第十一页,本课件共有58页 第六章电缆设计和辐射干扰第六章电缆设计和辐射干扰第十二页,本课件共有58页 第六章电缆设计和辐射干扰第六章电缆设计和辐射干扰传输线的类型图示单位长度的互感公式两平行直导线与大地平行直导线第十三页,本课件共有58页 第六章电缆设计和辐射干扰第六章电缆设计和辐射干扰长导线与矩形同轴圆线圈两组平行传输线第十四页,本课件共有58页 第六章电缆设计和辐射干扰第六章电缆设计和辐射干扰脉冲串扰脉冲串扰
12、第十五页,本课件共有58页脉冲串扰脉冲串扰 第六章电缆设计和辐射干扰第六章电缆设计和辐射干扰第十六页,本课件共有58页双导线间电容双导线间电容 第六章电缆设计和辐射干扰第六章电缆设计和辐射干扰微带线间电容微带线间电容第十七页,本课件共有58页 第六章电缆设计和辐射干扰第六章电缆设计和辐射干扰第十八页,本课件共有58页增加地减小双导增加地减小双导线间电容线间电容微带导线间电容微带导线间电容 第六章电缆设计和辐射干扰第六章电缆设计和辐射干扰第十九页,本课件共有58页 第六章电缆设计和辐射干扰第六章电缆设计和辐射干扰第二十页,本课件共有58页 6 61 12 2 电感性耦合电感性耦合 当一根导线上的
13、电流发生变化,而引起周围的磁场发生变化时,若另当一根导线上的电流发生变化,而引起周围的磁场发生变化时,若另一根导线在变化的磁场中,则这根导线上会感应出电动势。于是,一根一根导线在变化的磁场中,则这根导线上会感应出电动势。于是,一根导线上的信号就耦合进了另一根导线。这种耦合称为电感性耦合或磁耦导线上的信号就耦合进了另一根导线。这种耦合称为电感性耦合或磁耦合。合。1 1电感性耦合模型电感性耦合模型 当电流当电流I I在闭合电路中流动该电流就会产生与此电流成正比的磁通在闭合电路中流动该电流就会产生与此电流成正比的磁通量。中的比例常数称为电感量。中的比例常数称为电感L L,由此我们写出:,由此我们写出
14、:电感的值取决于电路的几何形状和包含场的媒质的磁特性。电感的值取决于电路的几何形状和包含场的媒质的磁特性。当一个电路中的电流在另一个电路中产生磁通时,这两个电路之间就当一个电路中的电流在另一个电路中产生磁通时,这两个电路之间就存在互感存在互感M12M12定义为:定义为:第二十一页,本课件共有58页由法拉第定律可知,由法拉第定律可知,磁通密度为磁通密度为B B的磁场在的磁场在面积为面积为s s的闭合回路中的闭合回路中感应的电压为感应的电压为:其中其中 与与S S是向量,如果闭合回路是静止的,磁通密度随时间作正弦是向量,如果闭合回路是静止的,磁通密度随时间作正弦变化且在闭合回面积上是常数,变化且在
15、闭合回面积上是常数,B B与与S S的夹角为的夹角为 612 电感性耦合电感性耦合第二十二页,本课件共有58页磁耦合磁耦合612 电感性耦合电感性耦合第二十三页,本课件共有58页双导线间磁耦合双导线间磁耦合612 电感性耦合电感性耦合第二十四页,本课件共有58页互感取决于环路面积互感取决于环路面积612 电感性耦合电感性耦合第二十五页,本课件共有58页双导线之间的互感双导线之间的互感612 电感性耦合电感性耦合第二十六页,本课件共有58页第二十七页,本课件共有58页 为了减小骚扰电压,必须减小为了减小骚扰电压,必须减小B B、S S、。欲减少。欲减少B B的值,可的值,可利用加大电路间的距离或
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