[科普中國]-公共阻抗

公共阻抗耦合是指噪聲回路與受干擾回路之間存在公共阻抗，噪聲電流通過這個(gè)公共阻抗產(chǎn)生噪聲電壓，傳導(dǎo)給受干擾回路。1

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(shí)的傳導(dǎo)耦合。公共阻抗隨元件配置和實(shí)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(huì)形成公共阻抗；一個(gè)電源電路對幾個(gè)電路供電時(shí)，如果電源不是內(nèi)阻抗為零的理想電壓源，則其內(nèi)阻抗就成為接受供電的幾個(gè)電路的公共阻抗。只要其中某一電路的電流發(fā)生變化，便會(huì)使其他電路的供電電壓發(fā)生變化，形成公共阻抗耦合。公共阻抗耦合一般發(fā)生在兩個(gè)電路的電流流經(jīng)一個(gè)公共阻抗時(shí)，一個(gè)電路在該阻抗上的電壓降會(huì)影響到另一個(gè)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(yīng)使耦合阻抗趨近于零，通過耦合阻抗上的干擾電流和產(chǎn)生的干擾電壓將消失。此時(shí)，有效回路與干擾回路即使存在電氣連接(在一點(diǎn)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。2

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?；芈?、回路2有一公共阻抗，回路2作為噪聲源回路，噪聲電流，在上產(chǎn)生噪聲電壓，從而影響回路1。

當(dāng)時(shí)，，，，

當(dāng)變小，時(shí)，，算得。

以上的計(jì)算說明，由于存在公共阻抗R3，回路2負(fù)載變化會(huì)對回路1產(chǎn)生很大影響，即回路2(噪聲源)對回路1產(chǎn)生干擾。1

串聯(lián)方式接地形成公共阻抗耦合噪聲串聯(lián)方式接地形成公共阻抗耦合電路如圖2所示。阻抗Z1為回路1、回路2、回路3的公共阻抗，阻抗Z2為回路2、回路3的公共阻抗，也就是說各個(gè)電路的接地點(diǎn)A、B、C都不是真正的零電位。這樣，任何一個(gè)電路的地線上電流發(fā)生變化，都會(huì)影響其他電路而成為噪聲源，如電路1的對地電壓，當(dāng)電路2、3對地電流發(fā)生突變，會(huì)對電路1形成干擾。

為消除干擾，采用一點(diǎn)接地方式，如圖1中虛線所示。11

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(yīng)起抗干擾作用，由于存在公共阻抗Zc，產(chǎn)生意想不到的前后級耦合，使電路產(chǎn)生自激振蕩。1

導(dǎo)線電感形成的公共阻抗耦合導(dǎo)線電感形成的公共阻抗耦合如圖4所示。當(dāng)騷擾源與敏感設(shè)備共用一個(gè)接地時(shí)，于騷擾源的輸出電流流過公共地阻抗，在敏感設(shè)備的輸入端產(chǎn)生電壓。公共阻抗僅是由一段導(dǎo)線或印制板的印制導(dǎo)線產(chǎn)生的，導(dǎo)線阻抗是電感性，當(dāng)傳輸信號為高頻或高電流變化率()信號時(shí)，形成的公共阻抗較大，更容易耦合。1

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(dǎo)致電源上的公共阻抗比較大(如引線電感，電源內(nèi)阻以及插腳的接觸電阻等)。

(2)電源線中流經(jīng)的電流比較大，因此在公共阻抗上產(chǎn)生的電壓降也比較大。

(3)電源線上掛的負(fù)載最多，其中流經(jīng)的電流形式繁多，且又經(jīng)常在變化。對于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，各模塊之間交叉影響的概率也顯著增大。

公共阻抗的種類由于公共阻抗問題在地線系統(tǒng)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(jié)論對其他公共阻抗問題也是適用的。

串聯(lián)型地線系統(tǒng)串聯(lián)型地線系統(tǒng)如圖5所示。3

并聯(lián)型地線系統(tǒng)并聯(lián)型地線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖6所示。即每一個(gè)模塊的地線都直接與地線相連。

并聯(lián)型地線的優(yōu)點(diǎn)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)。但并聯(lián)型地線需要使用很多導(dǎo)線，在PCB上需善占用更多的面積。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

陳紅 - 副教授 - 西南大學(xué)