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傳導噪聲分析儀
閱讀�5116時間�2011-01-21 10:29:34

  傳導噪聲分析儀主要是測量通過電源線傳導對外發(fā)出的電磁干擾進行分離和分�,并建立起一整套的EMI噪聲智能分析系統(tǒng)。EMI-NA2000傳導噪聲分析儀對于解決�(chǎn)品設(shè)計中的電磁兼容性問�,對于保護設(shè)備安全和縮短�(chǎn)品開�(fā)周期、增強產(chǎn)品競爭力和節(jié)省研�(fā)�(jīng)費及幫助企業(yè)通過3C認證方面具有重要意義�

特點

  1.最小化EMI�(diào)試周��

  2.具有�(shè)計在于有效的EMI濾波器及其元件選擇的能力�

  3.在生�(chǎn)線上分析電源西的噪聲,以便避免由噪聲引起的任何功能實��

  4.通過使用最適合的元件對已經(jīng)完成的產(chǎn)品進行重新�(shè)計以便化其性能指標�

  5.EMI�(diào)試與EMI元件的選擇:差模(X電容,差模線圈);共模(共模線圈,Y電容��

  6.具有通過噪聲的來源和路徑對噪聲驚醒測量和分析的能力提供解決噪聲的方法�

參數(shù)

型號
 EMI-NA2000
 頻率范圍
 9kHz-30MHz
 測試模式
 測試VL-G, VN-G
 分析模式
 共模 差模
 信號損�
 上限�30MHz�2dB
 共模/差模分離�
 最�40dB
 輸入靈敏�
 20dBuV
 噪聲
 110dBuV
 PF輸入
 0dB衰減�(110dBuV)
 輸入動態(tài)范圍
 90dB
 輸入抗阻
 50Ω
 輸入連接�
 BNC 50Ω
 輸出連接�
 BNC 50Ω
 輸入電壓
 110V/220V 50Hz~60Hz

傳導噪聲分析技�(shù)在濾波器中的�(yīng)�

  傳導�(fā)射是電磁兼容�(shè)計中的重要問題之一。為了滿足標準中對傳導發(fā)射限制的要求,通常使用EMI濾波器來抑制電子�(chǎn)品產(chǎn)生的傳導噪聲??焖龠x擇或者設(shè)計一個滿足需要的濾波器是解決問題的關(guān)鍵。傳導噪聲分析技�(shù)包括共模噪聲、差模噪聲分�,共模阻抗、差模阻抗分�,這是濾波器設(shè)計的基礎(chǔ)�

  共模噪聲和差模噪�

  傳導噪聲根據(jù)傳輸特性產(chǎn)生分成兩類:差模噪聲和共模噪聲。差模噪聲是當兩條電源線的電流方向互為相反時�(fā)生的,而共模噪聲是當所有電源線的電流方向相同時�(fā)生的,如�1所�。一般而言,共模是難題,這是由雜散電容的不當接地造成的�

共模噪聲和差模噪聲

  �1 共模噪聲和差模噪�

  如果存在不等值的負載或線路阻�,就會將共模電流�(zhuǎn)換成部分共模電流和部分差模電流。當電源系統(tǒng)給電路供電時,如果電路具有不等值的阻抗,而且電源的輸出存在共模噪聲時,共模噪聲將差動方式作用于電�,電路可能會�(fā)生錯�。所�,在�(chǎn)生共模電流時,就要首先降低共模噪�,其次是均衡阻抗。此�,由于共模和差模的特�,共模電流的頻率會比差模的頻率大。因�,共模電流會�(chǎn)生很大的射頻輻射,而且會和鄰近的組件和電路�(fā)生感性與容性的耦合。在實際電源電路�,差模噪聲很像是一個電壓源,共模噪聲比較像一個電流源,這使得共模噪聲更難被消除。共模噪聲和所有的電流源一樣,需要有一個流動路徑存�。因為它的路徑包含底盤,所以外殼可能會變成一個大型的高頻天線�

  共模噪聲和差模噪聲分�

  在電磁兼容實驗室,人們借助LISN和接收機完成傳導�(fā)射的測試,測試結(jié)果將給出電源線上的總噪聲特性�

  �2是使用LISN測試電源噪聲的示意圖,由于LISN輸出使用標準50Ω阻抗。因此兩路LISN分別得到噪聲電壓�

LISN測試示意圖

  �2 LISN測試示意�

  VL=25xIcm+50xIdm

  VN=25xIcm�50xIdm

  使用標準LISN無法分離共模和差模噪�,但是借助某些特殊裝置可以做到。如:LISN UP、CM/DM分離�、ESA2000和PREMIPRO都可以完成噪聲分離任�(wù)。圖3給出了CM/DM分離器原理圖,它是一種以變壓器為基礎(chǔ)的裝�,利用共模電壓無法使變壓器工作的原理�

CM/DM分離器原理圖

  �3 CM/DM分離器原理圖

  至此已經(jīng)了解了產(chǎn)品的傳導�(fā)射是否滿足標準要�,并且分析出差模噪聲和共模噪聲的特性(見圖4 (a)和圖4 (b)�。后�(xù)的工作就是選擇或者設(shè)計一個濾波器來解決傳導發(fā)射問��

總噪聲和差模噪聲

  �4 (a) 總噪聲和差模噪聲                       �4 (b) 總噪聲和共模噪聲

  電源輸入阻抗特性分�

  濾波器的制造商給出的濾波器插損是在50Ω標準阻抗系統(tǒng)中的性能。眾所周知電源的輸入阻抗隨著頻率的變化具有不連續(xù)�,而隨著阻抗的改變?yōu)V波器的插損特性也具有很大的變化,100?H電感�100nF電容器在理想情況下帶來的衰減分別如圖5(a)和圖5(b)所��

100uH電感(理想的)的衰減

  �5(a) 100uH電感(理想的)的衰減             �5(b) 100nF電容器(理想的)的衰�

  為了充分�(fā)揮濾波器的性能,在選擇或者設(shè)計濾波器之前,需要對電源端口的輸入阻抗進行分析,這包括共模阻�、差模阻抗,共模噪聲相位�、差模噪聲相位角。阻抗測試可以借助專用的阻抗測試儀或者傳導分析儀�

  電源濾波�

  通常有四種技�(shù)來進行電源濾波,以便遏制干擾噪聲。在實際使用中混合其中的兩種,甚至更�。它們是�

  正負極電源線之間添加電容,叫X電��

  每根電源線和地線之間添加電容,叫Y電��

  共模遏制(兩根電源線上的遏制線圈同向繞線)�

  差模遏制(每根電源線有它自己的遏制線圈)�

  使用濾波器測試模板可以分別說明各個元件的濾波作用。濾波器模型如圖6所�。分析結(jié)果見�7�8�9�10所��

電源濾波器模型

  �6 電源濾波器模�

僅使用100uF差模電容前后的差模噪聲

  �7 (a) 僅使�100uF差模電容前后的差模噪�   �7 (b) 僅使�100uF差模電容前后的共模噪�

僅使用0.01uF共模電容前后的差模噪聲

  �8 (a) 僅使�0.01uF共模電容前后的差模噪�  �8 (b) 僅使�0.01uF共模電容前后的共模噪�

增加227μH差模電感前后的差模噪聲

  �9 (a) 增加227μH差模電感前后的差模噪�     �9 (b) 增加227μH差模電感前后的差模噪�

使用完整濾波前后的差模噪聲

  �10 (a) 使用完整濾波前后的差模噪�           �10 (b) 使用完整濾波前后的共模噪�

  解決方案

  傳導噪聲分析中的共模噪聲、差模噪聲分析,共模阻抗、差模阻抗分�,以及噪聲相位角的測試都是在為最終的解決方案做準�。電子產(chǎn)品滿足傳導發(fā)射的限制要求,最終是通過電源濾波器來實現(xiàn)�。但是如何根�(jù)上述分析�(jié)果快速并準確地確定濾波器中的參數(shù),卻并不是一項簡單的工作。使用特制的濾波器設(shè)計軟件,可以將測試數(shù)�(jù)導入專用軟件�,可幫助工程師快速得到針對該�(chǎn)品的定制濾波�。應(yīng)用方案如�11�

自動濾波器設(shè)計

  �11 自動濾波器設(shè)�

  �(jié)束語

  通常對傳導發(fā)射的限制是針對電源線輸入�,并不包括電源的輸出�。本文所介紹的噪聲分析方法可以借鑒電源輸出端的共模噪聲和差模噪聲測�,如使用兩個電流探頭和CM/DM分離器(或LISN UP)就可以快速診斷電源輸出端共模噪聲。如果要求不高,也可采用倒置的LISN和CM/DM分離器來測試電源輸出端的共模噪聲�

維庫電子通,電子知識,一查百��

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