【信號電纜】電纜上的共模電流產(chǎn)生的原因

 

　　一、差模電流泄漏導(dǎo)致的共模電流。

 

　　即使電纜中包含了信號回線，也不能保證信號電流100%從回線返回信號源，特別是在頻率較高的場合，空間各種雜散參數(shù)為信號電流提供了第三條，甚至更多的返回路徑。這種共模電流雖然所占的比例很小，但是由于輻射環(huán)路面積大，輻射是是不能忽視的。不要試圖通過將電路與大地“斷開”(將線路板與機(jī)箱之間的地線斷開，或?qū)C(jī)箱與大地之間的地線斷開)來減小共模電流，從而減小共模輻射。將電路與大地?cái)嚅_僅能夠在低頻減小共模電流，高頻時(shí)寄生電容形成的通路已經(jīng)阻抗很小。

　　二、共模電流主要由雜散電容產(chǎn)生。當(dāng)然，如果共模輻射的問題主要發(fā)生在低頻，將線路板或機(jī)箱與大地?cái)嚅_會(huì)有一定效果。從共模電流產(chǎn)生的機(jī)理可知，減小這種共模電流的有效方法是減小差?；芈返淖杩?，從而促使大部分信號電流從信號地線返回。一般信號線與回線靠得越近，則差模電流回路的阻抗越小。一個(gè)典型的例子就是同軸電纜，由于同軸電纜的回流電流均勻分布在外皮上，其等效電流與軸心重合，因此回路面積為零，差模阻抗接近為零，幾乎100%的信號電流從同軸電纜的外皮返回信號源，共模電流幾乎為零，所以共模輻射很小。另一方面，由于差模電流回路的面積幾乎為零，差模輻射也很小，所以同軸電纜的輻射是很小的。對于高頻信號，用同軸電纜傳述可以避免輻射。實(shí)際上，這與我們傳統(tǒng)上用同軸電纜傳輸高頻信號，以減小信號的損耗的目的具有相同的本質(zhì)。因?yàn)樾盘柕膿p耗小了，自然說明泄漏的成份少了，而這部分泄漏就是電纜的輻射。

 

　　三、線路板的地線噪聲導(dǎo)致的共模電流。信號地線就是信號的回流線，因此，地線上的兩點(diǎn)之間必然存在電壓，對于高頻電路而言，這些就是高頻噪聲電壓，它作為共模電壓驅(qū)動(dòng)電纜上的共模電流，導(dǎo)致共模輻射。線路板設(shè)計(jì)一章中提供的各種減小地線阻抗的設(shè)計(jì)方法，可以用來減小地線上的噪聲，從而減小共模電壓。一種推薦的方法是在電纜端口設(shè)置“干凈地”。所謂干凈地就是這塊地線上沒有可以產(chǎn)生噪聲的電路，因此地線上的局部電位幾乎相等。如果機(jī)箱是金屬機(jī)箱，將這塊干凈地與金屬機(jī)箱連接起來。