详解公共阻抗耦合

     公共阻抗耦合是由于骚扰源与敏感部位共用一个线路阻抗而产生的。

　　公共阻抗包括：

     （1）骚扰源和敏感部位共用的导体；

　　（2）由两个电流回路之间的互感耦合；

　　（3）由于两个电压节点之间的电容耦合产生的。

　　理论上，每个节点和每个回路通过空间都能耦合到另一节点和回路。实际上的耦合程度随距离增大急剧下降。

　　(1) 导体连接

　　当骚扰源与敏感部位共用一个地时，则由于骚扰源的输出电流流过公共地阻抗，在敏感部位的输人端产生电压。公共阻抗仅仅是由一段导线或印制板走线产生的。因为导线的阻抗呈感性，因此输出中的高频或高di／dt分量将更容易耦合。当输出和输入在同一系统时，公共阻抗构成乱真反馈通路，这可能导致振荡。

　　(2) 磁场感应

　　导体中流动的交流电流会产生磁场，这个磁场将与临近的导体耦合，在其上感应出电压。敏感导体中感应电压由下式计算：

V＝－M × dI_L／dt

　　式中：M是互感，单位享利。M取决于骚扰源和敏感电路电路的环路面积、方向、距离，以及有两者之间有无磁屏蔽。磁场耦合的等效电路相当于电压源串接在敏感部位的电路中。值得注意是两个电路之间有无直接连接对耦合没有影响，无论两个电路对地是隔离还是连接的，感应电压都是相同的。

　　(3) 电场感应

　　导体上的交流电压产生电场，这个电场与临近的导体耦合，并在其上感应出电压。在敏感导体上感应的电压由下式计算：

V = C_C × Z_in × dV_L/dt

　　式中C_C是耦合电容, Z_in是敏感电路的对地阻抗。

　　这里假设耦合电容阻抗大大高于电路阻抗。噪声似乎是从电流源注入的，其值为C_C×dV_L／dt。

　　C_C的值与导体之间距离、有效面积以及有无电屏蔽材料有关。典型例子是两个平行绝缘导线，间隔0.1英寸时，其耦合电容大约为每米50pF；未屏蔽的中等功率电源变压器的初次级间电容大约为100—1000pF。

　　在上述情况中，两个电路都必须连接参考地，这样耦合路径才能完整。但是如果有一个电路未接地，并不意味着没有耦合通路。未接地的电路与地之间存在杂散电容，这个电容与直接耦合电容串联。另外，即使没有任何地线，骚扰源至敏感部位的低电压端之间也存在寄生电容。噪声电流还是能够加到敏感部位，但其值由C_C和杂散电容的串联值决定。

　　(4) 负载电阻的影响

　　需要注意的是，磁场和电场耦合的等效电路之间的差异决定了电路负载电阻的变化引起的结果是不同的。电场耦合随RL增加而增大，而磁场耦合随RL增加而减小。这个性质可以用于诊断：比如你在观察耦合电压时，改变RL，你能够推断哪一种耦合模式起主导作用。同样道理，磁场耦合对低阻抗电路的影响更大，而电场耦合对高阻抗电路影响更大。

　　(5) 空间间隔

　　互电容和互感都受骚扰源和敏感导体之间的物理距离的影响。