公共阻抗

公共阻抗耦合是指噪聲迴路與受干擾迴路之間存在公共阻抗，噪聲電流通過這個公共阻抗產生噪聲電壓，傳導給受干擾迴路。

基本介紹

• 中文名：公共阻抗
• 外文名：Common impedance
• 運用領域：電子工程
• 相關：公共阻抗耦合

公共阻抗耦合方式

公共阻抗耦合方式是干擾源和信號源具有公共阻抗時的傳導耦合。公共阻抗隨元件配置和實際器件的具體情況而定。例如，電源線和接地線的電阻、電感在一定的條件下會形成公共阻抗；一個電源電路對幾個電路供電時，如果電源不是內阻抗為零的理想電壓源，則其內阻抗就成為接受供電的幾個電路的公共阻抗。只要其中某一電路的電流發生變化，便會使其他電路的供電電壓發生變化，形成公共阻抗耦合。公共阻抗耦合一般發生在兩個電路的電流流經一個公共阻抗時，一個電路在該阻抗上的電壓降會影響到另一個電路。

常見的公共阻抗耦合有公共地和電源阻抗兩種。為了防止公共阻抗耦合，應使耦合阻抗趨近於零，通過耦合阻抗上的干擾電流和產生的干擾電壓將消失。此時，有效迴路與干擾迴路即使存在電氣連線(在一點上)，它們彼此也不再互相干擾，這種情況通常稱為電路去耦，即沒有任何公共阻抗耦合的存在。

公共阻抗耦合噪聲形成的干擾

公共阻抗耦合噪聲形成干擾的原理

為說明公共阻抗耦合噪聲對受擾電路影響，我們可以簡單的直流電路、圖1所示等效電路為例加以說明。迴路1、迴路2有一公共阻抗，迴路2作為噪聲源迴路，噪聲電流，在上產生噪聲電壓，從而影響迴路1。

圖1

當時，，，，

當變小，時，，算得。

以上的計算說明，由於存在公共阻抗R3，迴路2負載變化會對迴路1產生很大影響，即迴路2(噪聲源)對迴路1產生干擾。

串聯方式接地形成公共阻抗耦合噪聲

串聯方式接地形成公共阻抗耦合電路如圖2所示。阻抗Z1為迴路1、迴路2、迴路3的公共阻抗，阻抗Z2為迴路2、迴路3的公共阻抗，也就是說各個電路的接地點A、B、C都不是真正的零電位。這樣，任何一個電路的地線上電流發生變化，都會影響其他電路而成為噪聲源，如電路1的對地電壓，當電路2、3對地電流發生突變，會對電路1形成干擾。

圖2

為消除干擾，採用一點接地方式，如圖1中虛線所示。

抗干擾旁路電容形成噪聲

抗干擾旁路電容形成干擾等效電路如圖3所示。旁路電容本應起抗干擾作用，由於存在公共阻抗Zc，產生意想不到的前後級耦合，使電路產生自激振盪。

圖3

導線電感形成的公共阻抗耦合

導線電感形成的公共阻抗耦合如圖4所示。當騷擾源與敏感設備共用一個接地時，於騷擾源的輸出電流流過公共地阻抗，在敏感設備的輸入端產生電壓。公共阻抗僅是由一段導線或印製板的印製導線產生的，導線阻抗是電感性，當傳輸信號為高頻或高電流變化率()信號時，形成的公共阻抗較大，更容易耦合。

圖4

電源公共阻抗上的交叉干擾及抑制方法

電源公共阻抗上的信號交叉干擾問題是公共阻抗信號交叉干擾中最普遍和最突出的，原因如下。

(1)電源線通常都要從PCB的插腳上引人，因此電源線比較長，導致電源上的公共阻抗比較大(如引線電感，電源內阻以及插腳的接觸電阻等)。

(2)電源線中流經的電流比較大，因此在公共阻抗上產生的電壓降也比較大。

(3)電源線上掛的負載最多，其中流經的電流形式繁多，且又經常在變化。對於高速變化的電流而言，電源線公共阻抗中的感抗部分顯著增大，即使公共阻抗的幅度增大，各模組之間交叉影響的機率也顯著增大。

公共阻抗的種類

由於公共阻抗問題在地線系統中格外突出，因此在下面的敘述中均以地線為例，但是其中一些結論對其他公共阻抗問題也是適用的。

串聯型地線系統

串聯型地線系統如圖5所示。

圖5

並聯型地線系統

並聯型地線系統的結構如圖6所示。即每一個模組的地線都直接與地線相連。

並聯型地線的優點是可以減小地線之間的交叉干擾，但必須保證總的地線有足夠小的阻抗(主要是感抗)。但並聯型地線需要使用很多導線，在PCB上需善占用更多的面積。

圖6