浅议消除汽车工业环境视频共模噪声电子学术期刊网

　　摘要：共模噪声的电流在两个输电线上以相同的方向流动并通过地线返回。共模噪声可以通过在电磁干扰滤波器中放置与每条输电线串联的电感，并在两个输电线和地之间使用Y电容进行连接，来予以抑制。文章发表在《中国新通信》上，是电子学术论文发表范文，供同行参考。

　　关键词：共模噪声,汽车工业环境,视频共模噪声

　　共模噪声又称为非对称噪声或线路对地的噪声，在使用交流电源的电气设备的输入端(输电线和中线)都存在这种噪声，两者对地的相位保持同相。

　　这种特殊的设计可消除超过1000倍的共模噪声， 比起其它基于运算放大器的拓扑简单得多。 该设计采用一个高CMRR差分放大器，只需两个电阻器就可设置差分增益(此例中的增益为2)。对于实现单位增益，无需另外添加元器件。单电源操作通常需要输出偏移控制，以使信号不被削波。U1(LT6552)的双输入结构可以轻松做到这一点(参见图1中的VDCADJ)。

　　这种电路的一个专门用途是通过双绞线电缆传递闭路电视(CCTV)信号，这替代了较传统的屏蔽同轴电缆。双绞线不仅很容易得到这明显好处，与同轴电缆解决方案相比，它还可通过每根电缆提供多得多的信号，并实现更低的终端成本。 当然，双绞线会加入共模噪声，而同轴电缆则不会。

　　当变频调速系统供电变压器副边中点x0不接地时，共模电流的返回通路被切断，系统中共模噪声达到最小。但是，系统的安全性大大降低，供电变压器原边的对地电压瞬变会直接影响到变频器的安全运行。

　　显示了一个双绞线线路接收器、电缆均衡器和同轴驱动器的组合。 输入线对的差分终接电阻为110W，而输出后端终接电阻则是75W。电路接受1VP-P差分输入，并对一个75W 的显示器或视频捕获系统输入端提供单端1VP-P电压。

　　标称增益为2.0，通过1kW 反馈电阻器设置，并只适用于短距离电缆(至多300')。额外的RC网络提供三种可选择的损耗均衡(EQ)方法以供不同的CAT5行程长度使用。稍不足的均衡在显示器上表现并不明显，而过均衡的表现却十分鲜明。四个选择的其中一种可供高达约1300' 距离的不同电缆采用。采用连续可调的EQ电路可以替代所示固定网络。

　　给出了对一个多脉冲视频测试圆形的响应，上方的轨迹是1000' 电缆之后的 TP+ 输入 ，而下方的轨迹是负载上的恢复输出，以上两者均以本机(接收器)地电位为基准。LT6552在整个视频带宽(DC至4MHz)≥75dB的CMRR完全消除了在上方轨迹中清晰可见的杂散捡拾，其中包括AM 射频信号(≈1MHz)。1000' 均衡网络准确地校正了电缆衰减，从而产生一个近乎完美的视频响应。

　　电路运行的电源电压低至2.5V/~1.7V(假定有一个AC耦合视频源)，但给出 ±5V是为了使现有的共模输入范围最大化。输入通过10kW 电阻器返回至地，以确保在输入断接时有适当的电路偏置。

　　变频调速系统供电变压器副边中点x0的接地方式，通常由用户根据自己的需要来决定，不同接地方式对系统中的共模噪声会产生不同的影响。

　　当采用高阻抗接地方式时，通常在供电变压器副边中点x0与地之间串联一150～200ω的电阻，从而大大消弱了系统中共模电流的幅值，共模噪声得到有效抑制。用户通常需要权衡由此而增加的原边对地电压瞬变对副边变频器的影响。

　　最好的噪声抑制方法在于消弱噪声源，在变频器输出侧加装共模扼流圈是一种经济、有效的方法。共模扼流圈在不影响变频器输出电压的前提下，高频对地电流噪声呈现高阻特性，大大减小了共模电流的上升时间和幅值，从而减小了系统PE网络中共模噪声电压。同时，共模扼流圈具有相对于输出电抗器更小的体积。

　　噪声屏蔽

　　噪声屏蔽作为共模噪声抑制的第三种对策，其主要原理在于构造共模噪声的新通路，尽量减小变频调速系统pe网络中流过的共模电流，从而避免对接于本系统pe网络敏感电气设备的干扰。

　　2.3.1、三相四线电缆

　　变频器与电机间采用三相四线电缆，并排放在电缆导管中。电缆导管的两端分别接到变频器外壳和电机接线盒，电缆中的中线分别接到变频器的pe端子和电机的地接线端子。部分共模电流将通过电缆导管的接地点以及电机机壳进入PE，大部分共模电流将在电缆导管及中线中流过，因此，potential #1与potential #3之间的共模噪声电压将有效地减小。同时，电缆导管也将有效抑制电机电缆的对外辐射电磁干扰。

　　系统中的共模电流流经变频器的pe端和供电变压器副边中点x0，最后返回到变频器的输入侧，当某些敏感电气设备接于potential #1与te之间时，仍将受到共模噪声电压的干扰。因此，建议在供电变压器与变频器之间也采用三相四线电缆，并尽量减小供电变压器与变频器之间的距离。

　　2.3.2、屏蔽电力电缆

　　采用屏蔽电力电缆是一种非常有效的共模噪声抑制方案。由于屏蔽电力电缆中的屏蔽层对高频信号的阻抗非常小，并且其PVC外壳对地有绝缘特性，因此，几乎所有的共模电流被有效地控制在屏蔽电力电缆中流过。同时，屏蔽层也将有效抑制电机电缆的对外辐射电磁干扰。

　　同上所述，系统中的共模电流流经变频器的PE端和供电变压器副边中点x0，最后返回到变频器的输入侧。当供电变压器与变频器之间距离较远时，接于user #1的某些敏感电气设备仍将受到共模噪声电压的干扰。因此，建议在供电变压器与变频器之间也采用屏蔽电力电缆。

　　电子学术期刊网投稿推荐：《中国新通信》于1999年创刊，曾用刊名：中国数据通讯网络;中国数据通信。该刊邮发代号为2-76，国外代号：1427M。于2005年被科学技术协会评为优秀期刊，2006年1月改名为《中国新通信》，每月出版2期，每月5日、20日出版。

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