[1] 在图8.1中,屏蔽体的特性由电感ls和电阻rs表示,等效接地电阻rg与图中的布置有关。
a. 请画出对频率的渐近曲线图;
b. 在什么样的频率条件下,电流i1的98%将流经屏蔽体?
图8.1答:
a. 图中电路相当于电缆屏蔽层与等效接地电阻并联,再与r1串联,通过电路接至电压源,因此,得到如下关系(仅考虑电流大小时):
得到其数量关系:
做出上式的频率特性曲线如下:
b. 由上图可知,仅在频率较低的很小范围内才能达到98%的电流流过屏蔽体的要求。
2] 在某电路中,一个共模扼流圈与一个传输线串联,传输线连接一低电平的源和一个900ω的负载,传输线的导线电阻等于1ω,扼流圈每个线圈的电感是0.044h,电阻是4ω,请问:
a. 在什么频率共模扼流圈对信号的传输没有任何影响?
b. 假若地差分噪声电压分别为60v、180v,频率为300hz时,共模扼流圈能产生多大的衰减?
答:a. 考虑到共模扼流圈对差模信号没有影响,而只对共模干扰有抑制作用,因此只考虑其对共模信号的影响。设噪声信号为vn,此时电路结构相当于共模扼流圈、传输线以及负载的串联。
对上述电路进行分析得:
对于共模扼流圈而言,其互感与自感相等,即:
整理上式,得到负载上的干扰电压为:
代入数值,得:
因此,共模扼流圈对噪声电压的限制为:
噪声信号衰减大于1/2时可认为共模扼流圈不起作用,求解上式得:
即时,共模扼流圈不起作用。
b. 频率为300hz时,衰减为:
可见衰减幅度与噪声信号的幅值无关。
[3] 如图8.2所示,为了使耦合到差分放大器上的地噪声小于信号电压vs的0.1%,请问:对电阻rin的取值范围有何约束?
图8.2答:
如图电路中,若电路中有一地噪声源,则根据等效电路:
对上式进行化简得:
由于应比要大,因此上式最终简化为:
对于阻值的下限,应考虑电路的稳定性。以上所求即为的取值范围约束。
4] 两根平行导体,一根是电源线,一根是信号线,如何减小电源线在信号线中的磁场耦合。
答:增大电源线和信号线间的距离;
由于电源线和信号线的频率属低频范围,可按照屏蔽低频信号的方法减小两者的磁场耦合。可在信号线上使用磁导率高的材料作为屏蔽层并将其接地,由此可减小两者间的磁场耦合。
5] 在电缆进入大楼时,一般将进入大楼的一段电缆穿入铁管并埋地来削弱沿线路传到的电磁干扰,请说明其原理。
答:电缆外加铁管起到了屏蔽的作用,同时由于其深埋入地下,使得感应产生的屏蔽电流得到了良好的泄放。
另一方面,铁管起到了滤波的作用,可进一步降低沿线的电磁干扰。
6] 在电磁干扰防护时,一般将多芯电缆多余的芯线接地,为什么?
答:多芯电缆中芯线排列紧密,各芯线将在其他芯线上产生感应电流。如果多余的芯线没有接地,那么产生的感应电流将会在芯线与地之间的杂散电容上产生感应电压,这个感应电压对其他工作芯线造成干扰。
因此需要将多芯电缆多余的芯线接地。
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