中心議題：

• 地線對EMC的影響
• 如何進行接地優化
   

解決方案：

• 為了減少電磁輻射的有效輻射麵積，整流二極管
  、電源濾波電容必須緊靠開關電源變壓器的次級
• 電源濾波電容的地更應該就近與變壓器次級的地連接
• PCB板上還要做到一點接地，即：在這兩個接地點之間不要插入其它的接地點
• 為了減少電磁輻射，要盡量減少電源輸入回路以及功率輸出回路的麵積
• 對於功放的供電回路，減少電磁輻射麵積最好的方法，是把電源直接接到功放電源輸入腳的兩端
• 輸入信號的輸入地線與信號輸入線要盡量要靠近
  
  ，並且要平行一起走

地線對EMC的影響
henduorendourenwei
，dianluzhongdedixianhuojiedidianludoushibudaidiande，shijishang，zhezhongrenweishicuowude。zaiyibandezhiliudianluhuodipindianluzhong，dangbukaolvdianciganyingshi，keyirenweidianluzhongdedixianhuojiedidianlushibudaidiande
，danzaicunzaidianciganyingdedianluzhong

，jiubuyaoqingyirenweidianluzhongdedixianhuojiedidianlushibudaidiande。

jugejiandanliziba，shuihuixiangxin

，jishiwanfudegaoyashudianxiandezhengzhongxinshibudaidiande。danshishishang，youyudianchangdexianghuzuoyong

，daotizhongdedianhefenbuzhuyaodoushijizhongzaidaotidewaibiaomian，erdaotidezhongxindianhejihuwei0，所suo以yi帶dai電dian導dao體ti的de中zhong心xin是shi不bu帶dai電dian的de。這zhe個ge原yuan理li可ke以yi用yong驗yan電dian器qi在zai一yi個ge帶dai電dian空kong心xin金jin屬shu球qiu的de中zhong心xin進jin行xing測ce試shi作zuo證zheng明ming，在zai一yi個ge帶dai電dian空kong心xin金jin屬shu球qiu的de中zhong心xin電dian場chang強qiang度du的de確que為wei零ling
，從cong而er也ye可ke證zheng明ming帶dai電dian導dao體ti中zhong心xin的de電dian場chang強qiang度du為wei零ling，即ji不bu帶dai電dian。

zaijuyoudianciganyingdedianluzhong
，wulundianlushifoubihehuilu，huozheshikailu

，zaiyudianchangfangxiangyizhidedaotizhongdouhuichanshengweiyidianliu
，wulunshidaotihuozheshijueyuantizaidianchangzhongdouhuichanshengjihuadaidian；當dang電dian場chang的de方fang向xiang不bu斷duan改gai變bian時shi，電dian流liu的de方fang向xiang也ye會hui跟gen隨sui電dian場chang的de方fang向xiang改gai變bian而er改gai變bian，電dian流liu將jiang一yi會hui兒er向xiang前qian跑pao，一yi會hui兒er向xiang後hou跑pao。導dao體ti被bei極ji化hua帶dai電dian的de過guo程cheng
，可ke參can考kao圖tu12中的天線被極化的過程。另外
，磁感應也會使導體或電路產生感應電動勢，使導體或電路帶電。

一個被充滿電的電容器，它的兩個電極就是帶電體，一端帶正電
，另一端帶負電
，而真正不帶電的地方是在電容器的中間

；同(tong)理(li)，一(yi)個(ge)被(bei)感(gan)應(ying)的(de)變(bian)壓(ya)器(qi)次(ci)級(ji)線(xian)圈(quan)
，它(ta)的(de)兩(liang)個(ge)輸(shu)出(chu)端(duan)口(kou)也(ye)會(hui)帶(dai)電(dian)，而(er)真(zhen)正(zheng)不(bu)帶(dai)電(dian)的(de)地(di)方(fang)隻(zhi)有(you)在(zai)變(bian)壓(ya)器(qi)線(xian)圈(quan)的(de)中(zhong)間(jian)抽(chou)頭(tou)處(chu)。嚴(yan)格(ge)來(lai)說(shuo)
，隻(zhi)有(you)電(dian)位(wei)為(wei)零(ling)的(de)物(wu)體(ti)，我(wo)們(men)才(cai)能(neng)稱(cheng)它(ta)不(bu)帶(dai)電(dian)；或(huo)者(zhe)說(shuo)
，隻(zhi)要(yao)電(dian)位(wei)不(bu)為(wei)零(ling)的(de)物(wu)體(ti)我(wo)們(men)都(dou)應(ying)該(gai)稱(cheng)它(ta)為(wei)帶(dai)電(dian)體(ti)。但(dan)這(zhe)樣(yang)一(yi)來(lai)
，我(wo)們(men)實(shi)際(ji)中(zhong)接(jie)觸(chu)到(dao)很(hen)多(duo)的(de)具(ju)體(ti)電(dian)路(lu)就(jiu)隻(zhi)能(neng)用(yong)等(deng)效(xiao)電(dian)路(lu)來(lai)表(biao)示(shi)了(le)，所(suo)以(yi)
，有(you)時(shi)把(ba)問(wen)題(ti)太(tai)複(fu)雜(za)化(hua)了(le)也(ye)不(bu)好(hao)，但(dan)過(guo)於(yu)簡(jian)單(dan)有(you)時(shi)也(ye)會(hui)把(ba)實(shi)質(zhi)性(xing)的(de)問(wen)題(ti)給(gei)掩(yan)蓋(gai)住(zhu)了(le)。

一yi隻zhi小xiao鳥niao
，如ru果guo它ta站zhan在zai電dian視shi發fa射she天tian線xian的de中zhong間jian，它ta一yi般ban是shi不bu會hui產chan生sheng觸chu電dian危wei險xian的de，但dan如ru果guo它ta站zhan在zai電dian視shi發fa射she天tian線xian的de某mou一yi端duan，它ta可ke能neng會hui立li刻ke被bei電dian死si。這zhe說shuo明ming發fa射she天tian線xian的de中zhong間jian是shi不bu帶dai電dian的de
，而er發fa射she天tian線xian的de兩liang端duan都dou是shi帶dai電dian的de。但dan為wei什shen麼me小xiao鳥niao站zhan在zai幾ji十shi萬wan伏fu的de高gao壓ya線xian上shang
，它ta沒mei有you被bei觸chu電dian，而er站zhan在zai隻zhi有you幾ji十shi伏fu電dian壓ya的de發fa射she天tian線xian的de某mou一yi端duan上shang卻que會hui被bei電dian死si呢ne
？這zhe就jiu是shi電dian磁ci感gan應ying的de性xing質zhi，微wei波bo爐lu就jiu是shi根gen據ju電dian磁ci感gan應ying原yuan理li製zhi造zao的de。

小鳥站在高壓線上沒被電死的原因，是因為小鳥的電容很小，雖然幾十萬伏的高壓對它來回充放電

，電流很小（i = C●dv/dt）；而小鳥站在發射天線的某一端，因為發射天線電壓信號的頻率很高
，電容來回充放電的電流很大，因此
，小鳥很容易會被電死。

由you此ci可ke知zhi
，如ru果guo把ba多duo個ge不bu是shi真zhen正zheng零ling電dian位wei的de電dian路lu或huo帶dai電dian體ti互hu相xiang連lian接jie在zai一yi起qi，接jie點dian處chu將jiang會hui出chu現xian電dian流liu。比bi如ru，三san相xiang變bian壓ya器qi的de中zhong線xian一yi般ban都dou接jie地di，當dang三san相xiang電dian源yuan負fu載zai不bu平ping衡heng的de時shi候hou，接jie地di處chu就jiu會hui產chan生sheng電dian流liu

；又(you)如(ru)，把(ba)變(bian)壓(ya)器(qi)次(ci)級(ji)線(xian)圈(quan)的(de)一(yi)端(duan)接(jie)地(di)，接(jie)地(di)端(duan)也(ye)會(hui)產(chan)生(sheng)電(dian)流(liu)，而(er)電(dian)流(liu)的(de)大(da)小(xiao)與(yu)變(bian)壓(ya)器(qi)次(ci)級(ji)線(xian)圈(quan)的(de)電(dian)容(rong)有(you)關(guan)，與(yu)工(gong)作(zuo)頻(pin)率(lv)也(ye)有(you)關(guan)
，與(yu)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)也(ye)有(you)關(guan)。

在zai進jin行xing電dian路lu設she計ji的de時shi候hou
，對dui地di線xian的de連lian接jie和he處chu理li一yi定ding要yao特te別bie慎shen重zhong，否fou則ze將jiang會hui出chu現xian嚴yan重zhong的de地di線xian幹gan擾rao。這zhe裏li再zai次ci指zhi出chu，一yi般ban電dian路lu中zhong的de地di，不bu是shi大da地di，其qi電dian位wei並bing不bu等deng於yu零ling
，它ta隻zhi不bu過guo是shi一yi根gen公gong共gong連lian接jie線xian，當dang它ta沒mei有you與yu大da地di連lian接jie時shi，我wo們men更geng不bu應ying該gai把ba它ta看kan成cheng地di線xian。理li想xiang的de地di線xian應ying該gai是shi，電dian位wei處chu處chu為wei零ling，即ji：在理想的地線中是沒有電流流動的，如果導體中有電流流動，我們就不能把它當成地線。

下麵我們以圖18為例來分析地線對EMC產生的影響。圖18中Q1表示開關電源
，T1為開關變壓器
，D1為整流二極管，C1

、C2

、C3為濾波電容器，A1為功率放大器，S1為功率放大器輸入信號
，R1為功率放大器輸出負載
，G1、G2、G3、G4、G5、G6、G7、G8為各個器件的地；Ui表示整流輸出電壓，Uo表示經過濾波後的輸出電壓。

我們先來看G1，G1是開關電源變壓器次級的地
，這個G1地的電位不是0，變壓器次級真正的0電位是在變壓器次級線圈的中心抽頭處，如果變壓器次級線圈的兩個端子不接成回路
，它相當於一個振子天線；如果把G1與大地相接，哪怕變壓器次級線圈的另一端不與其它電路連接，G1也會產生地電流，並且變壓器次級線圈熱端的電位會升高一倍

，其工作原理與廣播電台的中波發射天線的工作原理很類似。

變壓器輸出電壓經二極管D1整zheng流liu後hou為wei脈mai動dong直zhi流liu，脈mai動dong直zhi流liu含han有you非fei常chang豐feng富fu的de高gao頻pin諧xie波bo，不bu能neng直zhi接jie向xiang功gong率lv放fang大da器qi供gong電dian，必bi須xu要yao經jing過guo儲chu能neng濾lv波bo，使shi脈mai動dong直zhi流liu變bian成cheng一yi種zhong紋wen波bo很hen小xiao的de直zhi流liu後hou，再zai給gei功gong率lv放fang大da器qi供gong電dian。



圖18中C1是儲能濾波電容，它的功能是把開關電源輸出的脈衝功率進行存儲，然後再給負載提供穩定的功率和電壓輸出。電容C1充電的時候相當於功率存儲

，放電的時候，相當於功率輸出。由於C1的充放電電流特別大

，如果電路處理不當，充放電回路產生的電磁幹擾將非常嚴重。根據（12）、（13）

、（14）、（15）、（16）式可知：產生感應電動勢的大小，與電流的變化律成正比

，與磁通的變化率成正比，與產生感應磁通回路的麵積成正比，與互感的大小成正比；而充電回路電流的大小
，與開關電源輸出電壓的變化率成正比，與充電電容器的大小成正比。
即：
e = L●di/dt （12）
e = dΦ /dt （13）
e = SdB/dt （14）
i = C●dv/dt （15）
e = M●di/dt （16）

圖19是開關電源整流輸出電壓以及電源濾波電容的紋波電壓和紋波電流波形。圖19中紅線表示電容器充電時的電壓
、電流變化曲線，藍線表示電容器放電時的電壓

、電流變化曲線。其中Ui表示整流輸出電壓，Uo表示經過濾波後的輸出電壓，uc表示濾波電容的紋波電壓
，ic表示濾波電容的紋波電流。



由圖19可(ke)以(yi)看(kan)出(chu)，電(dian)源(yuan)濾(lv)波(bo)回(hui)路(lu)同(tong)時(shi)存(cun)在(zai)兩(liang)種(zhong)非(fei)常(chang)嚴(yan)重(zhong)的(de)電(dian)磁(ci)輻(fu)射(she)，一(yi)個(ge)由(you)變(bian)壓(ya)器(qi)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)方(fang)波(bo)產(chan)生(sheng)的(de)高(gao)頻(pin)電(dian)場(chang)輻(fu)射(she)
，另(ling)一(yi)個(ge)是(shi)由(you)電(dian)源(yuan)濾(lv)波(bo)回(hui)路(lu)電(dian)容(rong)器(qi)充(chong)放(fang)電(dian)電(dian)流(liu)產(chan)生(sheng)的(de)高(gao)頻(pin)磁(ci)場(chang)輻(fu)射(she)，統(tong)稱(cheng)電(dian)磁(ci)輻(fu)射(she)。

為(wei)了(le)減(jian)少(shao)電(dian)磁(ci)輻(fu)射(she)
，比(bi)較(jiao)簡(jian)便(bian)和(he)有(you)效(xiao)的(de)辦(ban)法(fa)就(jiu)是(shi)減(jian)少(shao)電(dian)磁(ci)輻(fu)射(she)的(de)麵(mian)積(ji)，或(huo)減(jian)少(shao)電(dian)壓(ya)和(he)電(dian)流(liu)的(de)上(shang)升(sheng)率(lv)，減(jian)少(shao)電(dian)壓(ya)上(shang)升(sheng)率(lv)會(hui)增(zeng)加(jia)電(dian)源(yuan)開(kai)關(guan)管(guan)的(de)損(sun)耗(hao)；減jian少shao電dian流liu上shang升sheng率lv可ke以yi在zai電dian容rong充chong放fang電dian回hui路lu中zhong串chuan聯lian一yi個ge小xiao電dian感gan，但dan串chuan聯lian電dian感gan又you會hui產chan生sheng新xin的de磁ci輻fu射she
，並bing且qie增zeng加jia成cheng本ben。為wei了le減jian少shao電dian磁ci輻fu射she的de有you效xiao輻fu射she麵mian積ji

，整zheng流liu二er極ji管guanD1、電源濾波電容C1必須緊靠開關電源變壓器的次級，電源濾波電容C1的地G2更應該就近與變壓器次級的地G1連接，並且在PCB板上還要做到一點接地，即：在這兩個接地點之間不要插入其它的接地點。變壓器輸出電壓經過C1電容濾波後

，脈動電壓的成分以及高次諧波部分都將會大大減少，此時
，G1或G2與大地連接，流入大地的諧波電流也將會大大減小。

我們再看其它的地
，G7是功率放大器A1輸出的地，同時G7還是功率放大器A1電源的負極。我們可以把功率放大器A1看成是一個軟開關，功率放大器的輸出級一般都是由兩個推拉管組成，兩個放大管受輸入信號的控製來回導通，不斷地向負載R1提供功率輸出

，並且不停地向電源索取能量——電流。流過功率放大器A1或負載R1的(de)電(dian)流(liu)是(shi)脈(mai)動(dong)電(dian)流(liu)，因(yin)此(ci)，功(gong)率(lv)放(fang)大(da)器(qi)的(de)電(dian)源(yuan)輸(shu)入(ru)回(hui)路(lu)以(yi)及(ji)功(gong)率(lv)輸(shu)出(chu)回(hui)路(lu)也(ye)會(hui)向(xiang)外(wai)產(chan)生(sheng)很(hen)強(qiang)的(de)電(dian)磁(ci)輻(fu)射(she)，為(wei)了(le)減(jian)少(shao)電(dian)磁(ci)輻(fu)射(she)，要(yao)盡(jin)量(liang)減(jian)少(shao)電(dian)源(yuan)輸(shu)入(ru)回(hui)路(lu)以(yi)及(ji)功(gong)率(lv)輸(shu)出(chu)回(hui)路(lu)的(de)麵(mian)積(ji)。

對於功率放大器A1的(de)供(gong)電(dian)回(hui)路(lu)來(lai)說(shuo)，減(jian)少(shao)電(dian)磁(ci)輻(fu)射(she)麵(mian)積(ji)最(zui)好(hao)的(de)方(fang)法(fa)，是(shi)把(ba)電(dian)源(yuan)直(zhi)接(jie)接(jie)到(dao)功(gong)率(lv)放(fang)大(da)器(qi)電(dian)源(yuan)輸(shu)入(ru)腳(jiao)的(de)兩(liang)端(duan)。一(yi)個(ge)充(chong)滿(man)了(le)電(dian)的(de)電(dian)容(rong)可(ke)以(yi)把(ba)它(ta)看(kan)成(cheng)是(shi)一(yi)個(ge)電(dian)源(yuan)，因(yin)此(ci)
，C2、C3都可以看成是給功率放大器供電的電源，所以
，C2
、C3應該盡量靠近功率放大器供電的輸入端，並與電源輸入的兩端緊密相連。C3是高頻電容，它能在很短的時間內輸出較大的電流

，即高頻響應好
，並且體積比C2小
，它靠近功率放大器的電源輸入端更為便利，對減少電磁輻射很有利。因此，G4應該優先與G7連接
，其次是儲能電容C2的地G3，最好G7
、G4
、G3三個地能夠接在一個點上

，即在它們之間不要插入其它接地點，最後G7再與G8相連。C2是一個大容量儲能電容，但它瞬間不能提供出大電流，因此
，需要並聯一個高頻電容C3。

G5是信號源的地，G6shigonglvfangdaqishuruxinhaodedi，lisuodangrantamenlianggediyinggailianjiezaiyiqi。gonglvfangdaqishuruxinhaodehuiluhenrongyibeiqitadianliuhuiluchanshengdianciganyingganrao，yinci，shuruxinhaohuiludemianjiyeyaojinliangdixiao，shuruxinhaodeshurudixianyuxinhaoshuruxianyaojinliangyaokaojin
，bingqieyaopingxingyiqizou，shidianciganyingzaimeigenxinhaoxianshangchanshengdeganraoxinhao，duifangdaqilaishuo，junweigongmoxinhao，zheyangkeyihuxiangdixiao。ruguoG5和G6不是一點接地，G5和G6之間產生的電位差將會成為放大器輸入信號的一部分，即：幹擾信號通過地線會串擾到輸入信號之中，將會被破壞放大器的正常工作，嚴重時還會使放大器出現自激。



圖20是經過接地優化以後的原理圖，經過接地優化以後，原來圖19中的8個接地點現在減少5個，變成了3個
，然後，這3個接地點之間不管用導線怎麼樣互相連通，在連接的導線（地線）zhongdoubuhuichuxiandademaidongdianliuhuozhehuxiangchanshengxinhaoganrao，ruguobaqizhongrenheyigejiedidianyudadilianjie，yebuhuichanshengdademaidongdianliu。yinci
，jingguojiediyouhuayihou，budankeyijiangdishebeizhonggebufendianluzhijiantongguodixianchanshengdegezhongxinhaohuxiangganrao
，tongshi`也可以降低本設備對其它設備產生的幹擾。

結束語
最(zui)後(hou)指(zhi)出(chu)，抑(yi)製(zhi)電(dian)磁(ci)輻(fu)射(she)幹(gan)擾(rao)的(de)最(zui)有(you)效(xiao)方(fang)法(fa)是(shi)對(dui)電(dian)磁(ci)場(chang)進(jin)行(xing)屏(ping)蔽(bi)，用(yong)導(dao)體(ti)把(ba)兩(liang)個(ge)帶(dai)電(dian)體(ti)之(zhi)間(jian)的(de)電(dian)力(li)線(xian)截(jie)斷(duan)，或(huo)用(yong)高(gao)導(dao)磁(ci)率(lv)的(de)磁(ci)性(xing)材(cai)料(liao)把(ba)產(chan)生(sheng)幹(gan)擾(rao)磁(ci)場(chang)的(de)物(wu)體(ti)進(jin)行(xing)屏(ping)蔽(bi)。但(dan)用(yong)於(yu)電(dian)場(chang)屏(ping)蔽(bi)的(de)導(dao)體(ti)需(xu)要(yao)良(liang)好(hao)接(jie)地(di)才(cai)能(neng)有(you)效(xiao)，如(ru)果(guo)屏(ping)蔽(bi)電(dian)場(chang)的(de)導(dao)體(ti)不(bu)能(neng)良(liang)好(hao)接(jie)地(di)

，屏(ping)蔽(bi)電(dian)場(chang)的(de)導(dao)體(ti)不(bu)但(dan)起(qi)不(bu)到(dao)屏(ping)蔽(bi)作(zuo)用(yong)
，反(fan)而(er)對(dui)電(dian)場(chang)輻(fu)射(she)幹(gan)擾(rao)起(qi)到(dao)接(jie)力(li)賽(sai)的(de)效(xiao)果(guo)，因(yin)為(wei)電(dian)場(chang)也(ye)會(hui)通(tong)過(guo)感(gan)應(ying)使(shi)屏(ping)蔽(bi)導(dao)體(ti)帶(dai)電(dian)。另(ling)外(wai)
，用(yong)導(dao)體(ti)對(dui)磁(ci)感(gan)應(ying)幹(gan)擾(rao)進(jin)行(xing)屏(ping)蔽(bi)，也(ye)會(hui)產(chan)生(sheng)意(yi)想(xiang)不(bu)到(dao)的(de)作(zuo)用(yong)。因(yin)為(wei)，磁(ci)力(li)線(xian)穿(chuan)過(guo)導(dao)體(ti)的(de)時(shi)候(hou)
，也(ye)會(hui)產(chan)生(sheng)感(gan)應(ying)電(dian)流(liu)，即(ji)：渦流。渦流又會產生磁場
，這個新產生的磁場的方向正好與幹擾磁場的方向相反
，兩者正好可以互相抵消。

目前，對電磁兼容EMC電路設計，還沒有一種有效的方法能像設計一個放大器那樣
，可以通過計算使放大器的放大倍數精確到百分之幾以內。對電磁兼容EMC進行設計的主要方法還是靠經驗或借助別人的經驗，需要不斷實踐才會不斷提高。

編後記：zhici，taolaoshitandianciganraoyudiancijianrongxiliewenzhangyilianzaiwanbi，wangyoumenkeyibazhexiewenzhangchuanqilaizaikanyibianyidedaowanzhengxitongdeyinxiang。yourenhediancijianrongfangmiandewentiyekezaidianziyuanjianjishuwangshangjubandeyoutaolaoshiqinzidanrenzhuanjiade 電子係統的電路保護與電磁兼容 論壇裏向陶老師提問。稍後，我們還會繼續連載陶老師的係列技術文章
，敬請關注。