1.3.2 电磁干扰耦合途径

电磁干扰可以通过导线传输，即通过电子设备的电源线、通信线、信号线等直接侵入敏感设备，这种方式称为传导干扰。干扰源周围存在的电场和磁场会对电子设备附近的敏感设备产生干扰，这种方式称为近场耦合干扰；同时干扰会以电磁波的方式向远处空间传播，从而影响远处的敏感设备工作，这种方式称为远场辐射干扰。从本质上说，电磁干扰的耦合途径有两种：通过导线传导和通过空间辐射，如图1.14所示。

1.通过导线的传导干扰

在进行电路设计时，导线作为理想的连接线，没有电气特征，而在实际应用中，导线是有电阻、电感、电容的，特别是在频率比较高的时候，这些分布参数将对信号的传输有着重要的影响。

通常用特性阻抗（Z）来表示导线的分布参数：

式中

Z—导线的特性阻抗；

L—导线的分布电感；

C—导线的分布电容。

特性阻抗与导线中传输的电压、电流无关，只与导线的结构、介质有关。同轴电缆的特性阻抗一般为50Ω或75Ω，双绞线的特性阻抗一般为120Ω左右。在信号传输中，一个重要的问题就是阻抗匹配问题，这里的阻抗指的就是特性阻抗。

阻抗匹配可以减小信号在导线中的衰减，抑制信号的畸变，提高信号的传输质量和效率，从而减少系统在导线上的问题，提高系统稳定性。

电流总是走“最小阻抗”路径。以屏蔽线为例，低频（f<1kHz）时，导线的电阻起到主要作用，绝大部分电流从导线的铜线中流过；高频（f>10kHz）时，环路屏蔽层的感抗小于导线的阻抗，因此信号电流从屏蔽层上流过。

干扰电流在导线上传输有两种方式：共模和差模。干扰电流在导线上形成大小相等、方向相反的电流称为差模电流，干扰电流在导线上形成方向相同的电流称为共模电流。

一般有用的信号为差模信号，因此共模电流只有转变为差模电流才能对有用信号产生干扰。这种转变是由电路的阻抗是否平衡决定的。平衡电路可以阻止共模电流向差模电流转变，从而提高导线的抗干扰能力。

在实际的电路中，电子设备和器件都连接在电源和地线上，它们之间会产生公共阻抗耦合干扰，如共电源阻抗干扰和共地线阻抗干扰。避免共电源阻抗的方法就是在电源入口处安装滤波器、隔离变压器、去耦电容等，提供高频干扰泄放通道，避免其传导至电源中。

回流是产生共地线阻抗的根本原因，与地线阻抗有关，减小共地线阻抗干扰的根本措施是降低地线公共阻抗，采用多点接地的方式。

2.通过空间的辐射干扰

干扰的空间辐射本质上是通过场的形式进行空间传播的。场可以分为近场和远场，其中近场也称为感应场，与场源的性质密切相关。当场源为高电压小电流时，主要表现为电场，当场源为低电压大电流时，则主要表现为磁场。无论是电场还是磁场，当距离大于λ/2π时都变成了远场，远场又称为辐射场。远场属于平面波，容易分析和测量，而近场存在电场和磁场的相互转换问题，比较复杂。对于距离较远的电子系统，一般采用远场来分析处理。

电磁波可以通过单点辐射、平行线环路辐射、单导线辐射向空间辐射干扰。电磁波辐射有两个必要条件：变化的电压/电流和辐射天线。只存在变化的电压/电流，没有辐射天线，是不会产生大量的辐射干扰的。

当一台电子设备进行辐射发射测试的时候，不接外部输入/输出电缆时满足标准要求，而在接入电缆时出现严重超标，因为辐射干扰是通过天线发射出来的，如图1.15所示，系统的输出线缆充当了天线的作用。

差模电流形成的磁场方向相反，可以抵消，而共模电流形成的磁场方向相同，相互叠加，因此电子设备的辐射问题主要是由共模电流引起的。在使用电子产品设备时，要特别注意线缆的共模电流辐射问题。

近场的辐射问题主要是通过耦合理论进行分析的，通过电场的耦合称为电容耦合，通过磁场的耦合称为互感耦合，大部分场合为两种耦合同时存在。