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文章详情介绍:

干货|电子工程师必知的解决EMI传导干扰8大方法

对策一:尽量减少每个回路的有效面积

图1 回路电流产生的传导干扰

传导干扰分差模干扰DI和共模干扰CI两种。先来看看传导干扰是怎么产生的。如图1所示,回路电流产生传导干扰。

这里面有好几个回路电流,我们可以把每个回路都看成是一个感应线圈,或变压器线圈的初、次级,当某个回路中有电流流过时,另外一个回路中就会产生感应电动势,从而产生干扰。减少干扰的最有效方法就是尽量减少每个回路的有效面积。

对策二:屏蔽、减小各电流回路面积及带电导体的面积和长度

图2 屏蔽、减小各电流回路面积及带电导体的面积和长度

如图2 所示,e1、e2、e3、e4为磁场对回路感应产生的差模干扰信号;e5、e6、e7、e8为磁场对地回路感应产生的共模干扰信号。共模信号的一端是整个 线路板,另一端是大地。

线路板中的公共端不能算为接地,不要把公共端与外壳相接,除非机壳接大地,否则,公共端与外壳相接,会增大辐射天线的有效面积,共模辐射干扰更严重。

降低辐射干扰的方法,一个是屏蔽,另一个是减小各个电流回路的面积(磁场干扰),和带电导体的面积及长度(电场干扰)。

对策三:对变压器进行磁屏蔽、尽量减少每个电流回路的有效面积

图3 变压器漏磁对回路产生的电磁感应

如图3所示,在所有电磁感应干扰之中,变压器漏感产生的干扰是最严重的。

如果把变压器的漏感看成是变压器感应线圈的初级,则其它回路都可以看成是变压器的次级,因此,在变压器周围的回路中,都会被感应产生干扰信号。

减少干扰的方法,一方面是对变压器进行磁屏蔽,另一方面是尽量减少每个电流回路的有效面积。

对策四:用铜箔对变压器进行屏蔽

图4 减少线路中的EMI

如图4所示,对变压器屏蔽,主要是减小变压器漏感磁通对周围电路产生电磁感应干扰,以及对外产生电磁辐射干扰。

从原理上来说,非导磁材料对漏磁通是起 不到直接屏蔽作用的,但铜箔是良导体,交变漏磁通穿过铜箔的时候会产生涡流,而涡流产生的磁场方向正好与漏磁通的方向相反,部分漏磁通就可以被抵消,因此,铜箔对磁通也可以起到很好的屏蔽作用。

对策五:采用双线传输和阻抗匹配

图5 减少线路中的EMI

如图5所示,两根相邻的导线,如果电流大小相等,电流方向相反,则它们产生的磁力线可以互相抵消。

对于干扰比较严重或比较容易被干扰的电路,尽量采用双线传输信号,不要利用公共地来传输信号,公共地电流越小干扰越小。

当导线的长度等于或大于四分之一波长时,传输信号的线路一定要考虑阻抗匹配,不匹配的 传输线会产生驻波,并对周围电路产生很强的辐射干扰。

对策六:减小电流回路的面积

图6 减小电流回路的面积

如图6所示,磁场辐射干扰主要是流过高频电流回路产生的磁通窜到接收回路中产生的,因此,要尽量减小流过高频电流回路的面积和接收回路的面积。

式 中:e1、 Φ1、S1、B1分别为辐射电流回路中产生的电动势、磁通、面积、磁通密度;e2、 Φ2、S2、B2分别为辐射电流回路中产生的电动势、磁通、面积、磁通密度。

图7 电流回路辐射的详解

下面以图7示意,对电流回路辐射进行详解。

如图,S1为整流输出滤波回路,C1为储能滤波电容,i1为回路高频电流,此电流在所有的电流回路中最大,其产生的磁场干扰也最严重,应尽量减小S1的面积。

在S2回路中,基本上没有高频回路电流,∆I2主要是电源纹波电流,高频成分相对很小,所以S2的面积大小基本上不需要考虑。

C2为储能滤波电容,专门为负载R1提供能量,R1、R2不是单纯的负载电阻,而是高频电路负载,高频电流i3基本上靠C2提供,C2的位置相对来说非常重要,它的连接位置应该考虑使S3的面积最小,S3中还有一个∆I3,它主要是电源纹波电流,也有少量高频电流成份。

在 S4回路中,基本上也没有高频回路电流,∆I4主要为电源纹波电流,高频成分相对很小,所以S4的面积大小基本上也不需要考虑。

S5回路的情况基本上与S3回路相同,i5的电流回路面积也应要尽量的小。

对策七:不要采用多个回路串联供电

图7中的几个电流回路,互相串联在一起进行供电,很容易产生电流共模干扰,特别是在高频放大电路中,会产生高频噪音。电流共模干扰的原因是:∆I2 = ∆I3+ ∆I4+ ∆I5

图8 不要采用多个回路串联供电

而图8中各个电流回路,互相分开,采用并联供电,每个电流回路都是独立的,不会产生电流共模干扰。

对策八:避免干扰信号在电路中产生谐振

图9 共模天线的一极是整个线路板,另一极是连接电缆中的地线

如图9所示,共模天线的一极是整个线路板,另一极是连接电缆中的地线。要减小辐射干扰最有效的方法是对整个线路板进行屏蔽,并且外壳接地。

电场辐射干扰的原因是高频信号对导体或引线进行充电,应该尽量减小导体的长度和表面积。

磁场干扰的原因是在导体或回路中有高频电流流过,应该尽量减小线路板中电流回路的长度和面积。

频率越高,电磁辐射干扰就越严重;当载流体的长度可以与信号的波长比拟时,干扰信号辐射将增强。
当载流体的长度正好等于干扰信号四分之一波长的整数倍的时候,干扰信号会在电路中产生谐振,这时辐射干扰最强,这种情况应尽量避免。
看到这里,是否觉得按此八步走,传导干扰尽在掌握之中?最后附上各种干扰脉冲波形的频谱供大家参考(如图10)。

任何一个非正弦波都可以看成是非常多个上升和下降速率不同的信号(或不同频率的正弦波)相互迭加而成,电磁辐射强度与电压或电流的变化速率成正比。

各种干扰脉冲波形的频谱:

图10 各种干扰脉冲波形的频谱

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金默玉:大清最后一位格格,川岛芳子的亲妹妹,活到2014年

2014年的北京城喧闹繁华,作为中国首都,东方的重要城市,每天都会有无数人往来于此,城中一位小老太太的去世,自然也就显得毫无波澜,虽然她也是个名人,也曾登上过不少电视报道和书刊,但京城从来不缺名人,这似乎也不是什么大事。

可是若人们轻轻翻开这位老人的族谱,便会大为震惊,那里面都是百年前这片大地上一个个最高统治者的姓名,在那个国民尚未走出愚昧思想压迫的年代,她的家族是世间唯一的主宰。

她的名字叫做金默玉,听起来优雅高贵,但这都是后来的名字了,从前她叫爱新觉罗·显绮,宣统帝溥仪是她的叔叔,恶名远扬的日本间谍川岛芳子是她的姐姐。

而她自己,被称为大清王朝的末代格格。

明末清初之时,努尔哈赤带领着威猛的女真铁骑从长白山间席卷向中原大地,而到了皇太极之手,大半天下已定,他分封了麾下八位战功赫赫的亲族和将领为世袭铁帽子王,这些人的爵位不会随着时间流逝,而将代代相承。

时间来到1981年,八大王爷之一的肃亲王已传到了第十代,爱新觉罗·善耆作为尊贵的王爷,有众多子女,而如今四侧妃又为他诞下了最小的一个孩子,他格外喜欢,为其取名显绮。

这位身份尊崇的皇室之女的出生地却是辽宁旅顺,因为她那曾经庞大无比的家族如今已日薄西山,在举国的讨伐之中,六年以前,她的叔叔宣统皇帝溥仪就被逼得退位,亲手丢掉了祖宗手里传下来的江山。

但溥仪至少保留了自己的家,他还能住在紫禁城之中,身边的下人们也一应俱全,其他人就没有这么好的运气了,金默玉的父亲肃亲王狼狈不堪地被人赶出了京城,丢掉了曾经的高高在上,四处流亡,此时便正在东北。

大清已经亡了,可是这些遗老遗少们心中哪里能忘记自己昔日 的荣光,于是在金默玉成长的过程中,家里仍旧保持着一片王室的高雅做派,锦衣玉食如故,家中仅佣人就有百来位,各式各样的举止与礼节也层出不穷,女性的繁琐规矩就更多,连饭桌之上夹菜的这种小事都有十分的讲究。

金默玉和兄弟姐妹众人在这样的环境中生长,自然也只能乖乖按着家里的话来做,不敢逾矩,但小小的金默玉却始终和其他人不同,她是个天性自由的女子,稍稍长大一些就敢于提出自己的意见,对有些太过死板的规矩也开始不愿遵从,既不让奶妈跟着自己上学,也不准佣人向自己磕头,倒是颇具新时代女性的味道。

为此,家里其他人都无奈地称她为“革命儿”。

可惜在金默玉4岁那年,父亲和母亲就相继离开了人世,按照她父亲生前的嘱咐,家里人便将金默玉送去了远隔重洋的日本留学。

当时的日本经过了明治维新的重大改革,已经逐渐走上了近代化国家的道路,因为主张学习西方,所以当时的很多先进思想文化在日本国内都大行其道。

这让原本就十分叛逆的金默玉接触到了更多开放的思想,也为她后来跌宕起伏的人生打下了基石。

在金默玉的留学期间还遇到过一次溥仪来日本访问,她作为留学生代表前去参与了迎接仪式,但当她静静地站在远处看着自己那个从未谋面的叔叔第一次出现在面前,内心感到毫无波澜,她只看到了一个消瘦的年轻人,而大清皇帝之类的概念,于她而言已经是非常遥远和淡薄的事情了。

1937年第二次世界大战爆发,日本作为轴心国成员参战,金默玉只能被迫中断学业回到了北京,因为局势的变动,一家人又得以回到肃亲王府内生活。

这时的她已经摇身一变,成为了一名时尚进步的女青年,她刚回到家就剪断了自己的长发,烫了一头时髦的短卷,穿着漂亮的旗袍,平时也常常和朋友出门社交,她的梦想是成为一名歌唱演员或是女记者,而家里的长辈们被吓得够呛,对他们来说,格格怎么能抛头露面出去当职业妇女?

后来有一次金默玉的哥哥无意中路过一间照相馆时,居然看到妹妹大幅的相片被放置在橱窗里,格格的样子的怎么能被堂而皇之放在外面任人欣赏,他大惊失色,照相馆的人也被吓坏了,赶紧把 照片裱起来送到肃亲王府里。

但金默玉向来是不理会这些闲事的,她很快就偷偷进入一家日本人开办的公司做了顾问,工作自由薪水也还算不错。

此时的肃亲王府早已不可能再恢复往日的气象了,但住在这里的一大家子人却仍旧自命不凡,把自己当作统治者般,一边从不劳动,一边肆意挥霍祖上留下来的财产,更不存在节俭一说了。

而金默玉自小受宠,衣来伸手饭来张口,从不用担心经济问题,也和家人一样花钱如流水,她上班的工资大都是还没发下来之前就被她预支走花光了,亲戚朋友到公司买的东西也都在她那儿挂账,平时和朋友一起出门,同样是她毫不吝啬地请客,去的也不会是便宜餐厅。

以这家人如此豪奢的作风,祖上留下再多的基业也不够他们坐吃山空的,没过几年,父辈所余的资产已经所剩无几了,好吃懒做的一家人便开始变卖家里各种值钱的字画文物。

可惜肃亲王生前都已安排自己的子女们出国留学以磨练本领,但他们最后什么也没学到,臭毛病还是一如既往,甚至有些人染上了更严重的恶习。

金默玉的一众兄弟姐妹大都是庸碌无能之辈,其中只有三人一心专注于自己的事业,但这三人走的路却有天壤之别。

她的姐姐金碧辉,为日本的军国主义所洗脑,身为国人 ,却帮日本侵略者做尽了坏事,成了中外“闻名”的大间谍川岛芳子。

她的哥哥宪奎也同样投靠了日本人,先后在伪满洲国任司令官和省长。

而金默玉的另一个哥哥宪东当初是和川岛芳子一同赴日本留学的,但他在亲眼目睹了日军的暴行后作出了截然不同的选择,他一回到国内就脱离了伪满洲国加入了中共地下组织。

每个人的前途都是自己选择的,金默玉也是一样,她做惯了自己的大小姐,却也终有一天会被推到命运的十字路口。

1947年,肃亲王府内已经破败不堪,父辈的积蓄早被一群人用得精光,在面临着卖无可卖的情况下,金默玉的两个哥哥宪章和宪容干脆连王府的房产都不要了,直接转手卖给了法国的天主教当作神学院。

一年之后,随着解放战争的局势日益明朗,金默玉家族的这些王室成员害怕共产党执政以后对他们这种人进行清算,纷纷四散逃往海外去了,临走前,最后一位哥哥看着执意要留下的金默玉,只能无奈地掏出100块钱递给她,然后头也不回地跑了。

金默玉此时已经30岁了,但当她默默看着手里攥着的100块钱时,她才真正意识到自己已经不再年轻的事实,她不再是一个养尊处优的贵族小姐,而是一个既无工作又没有丈夫无依无靠的女人。

当时国内的环境是很复杂的,又处于战争中,即便她的文化水平不低,但社会经验浅薄的可怜,根本就不知道如何去找工作,可金默玉身边还有哥哥姐姐的6个孩子以及一位保姆和保姆的孩子,如若吃不上饭,便是九口人一起饿死。

她开始变卖自己的那些贵重衣物,但根本不知行情,昂贵的东西卖得简直像白送,后来转而去织毛衣,三天一件,连菜钱都不够,最后又开洗衣房,竟然用最好的肥皂,一个月下来入不敷出。

可怜十指不沾阳春水的大小姐想尽了办法,在平凡的生活中仍然 寸步难行,但她也只有在这样的绝望中才体会到了以前从未体会过的感受,贫穷向她倾注了一门本事,名为坚韧。

金默玉就这样苦苦支撑着,直到1952年,一位在日本的哥哥托人寄回了一笔生活费,这份不多不少的钱对此时的金默玉来说,简直就是黑暗中的一道光了。

但她拿到这笔钱之后,再也不是从前那副泰然无谓的表情了,沧桑的生活已经教会了她太多,也让这位格格了解到生活是多么不易。

奢侈、挥霍的品行从金默玉身上消失了,她受过高等教育,明白经济的运作,经过深思熟虑之后,她拿着钱跑遍了整个北京,最后选择开了一家西餐店,也算是一种生意上的探索。

可当时的国内,西餐十分小众,和平民之间是有距离的,所以店里一直都不大景气,在这个时候金默玉充分展现了自己敏锐的眼力,她发现北京城的人口中,四川人占比很大,足有几十万,于是立马将西餐店改为了四川饭店,用有益健康之义取名为“益康食堂”。

这一动作收到了意想不到的成效,饭店的生意没过多久就火热起来,并且前来用餐的人络绎不绝,只经过了短短两年的时间,这家饭店在整个北京城内都有了很大的名气。

金默玉也终于脱离了贫困不堪的处境,那个年代,落魄的贵族无数,很多因为沉溺于富贵病,受不了落魄的生活,无法劳动,甚至活活饿死了,但金默玉却从未放弃过,她凭借自己的坚韧,为一家人撑起了生活,解决了温饱。

两年后,金默玉的饭店被公私合营,她也从老板娘便变成了中央编译局的一个普通职工,上班、拿工资,对于现在的她来说,已经无比幸福。

生活逐渐走向平稳,金默玉也在1954年组建起了家庭,36岁的她像个自由女性那样选择了自己的婚姻,若是时光倒流回到几十年前,这位肃亲王的格格大抵也会嫁给某个蒙古的王爷,成为联姻工具,但金默玉就是金默玉,还是那个在家里安排相亲时大喊“你们谁都不要管我的事”的女孩。

被她选中的男人也不是等闲之辈,他叫马万里,一位花鸟画家,在当时的全国都享有盛名,他和金默玉两情相悦,婚后的生活非常幸福,可惜这种幸福只维持了六年。

文革期间的1958年,金默玉的家里忽然闯进了一大批人,他们大声嚷嚷着,在临近春节之际,将金默玉直接带走。

她被订下了罪名,因为她是前清肃亲王的女儿,大特务川岛芳子的妹妹,在那个年代,如此敏感的身份简直是致命的。

就这样,金默玉被判了15年的监禁,即便她从来没做过什么坏事,在狱中,因为担心丈夫,她申请了离婚,选择一个人扛下所有的苦难,在狱中,她勤勤恳恳地劳动,静静地回味自己的一生,毫无怨言。

漫长的刑期恶劣难熬,这位曾经的贵族小姐默默忍受着,一言不发,刑满释放后,她走出了监牢来到天津,成为了一名普通的农工,这份工作既不自由也不轻松,金默玉每天都要用铁锹拼命地挖着坚硬的冻土,但幸运的是,在这里她遇见自己的第二任丈夫,一个朴实可靠的男人,施有为。

他们的爱情更加淳朴,施有为的聘礼就只有一把小铁锹和一本日文的《人民中国》,但在后来的岁月中,他们互相扶持,一路相敬如宾地走了下去。

到了1976年,金默玉终于病倒了,长期颠沛劳累的生活摧残了她的身体,脊椎骨髓炎和腰肌劳损等疾病的痛苦开始陆续袭来,她实在无法继续工作了,可是这样一来,工资也就骤减,根本连温饱都无力维持。

在自己风雨飘摇而苦难的前半生中,金默玉几乎已历经了所有人世间的折磨,但还有一件事她从未做过,她从未低头求人,无论日子 有多难过,这大概也是她作为一个天生的贵族所保留的最后尊严。

但现在不同了,她已经无法劳动,为了家庭,她最终还是写下了一封寄往北京给邓小平的信:“我的身体已经坏了,现在我干不了体里劳动,但是我的脑子还没有坏掉,请给我一份工作。”

她用不卑不亢的语气发出了一个请求,她没有任何条件,只希望得到一份最普通的工作。

信一寄出,很快就有了回应,中央对金默玉的事情很重视,党组织不但为她之前忍受的冤屈作了平反,还将她接回北京安置在文史研究馆工作,此时距离金默玉被赶出京城,已经过了四十年之久。

从这以后,她终于如愿以偿成为了首都里一个平凡的老百姓,朴实地生活,把心思和赚来的钱都投入到了教育事业中去,在1992年开办“儿童爱心日语班”。

后来金默玉的往事逐渐流传开来,也让她得到了社会各界的不少帮助,但她却利用这些关系,四处奔波筹集经费办学,直到1996年,在河北廊坊开设了一家当时国内设施最齐全的民办日语专修学校。

直到现在,当初的那所日语学校已经不在了,可在那所学校的基础上建立起的廊坊东方大学城,如今已成为了河北地区一块具有极高水平的职业教育基地,而最初的兴建人之一,正是金默玉。

这位大清的末代格格,一生命如飘萍,颠沛流离,经历了晚清、民国、抗战、新中国四个大时代,作为一个原本娇柔的富贵女子,她硬生生顶住了时代的波涛,从荣华富贵归于平淡,而自身率真的性格依旧未变,也从未抱怨过生活。

她的晚年应该是她一生中最安逸的时刻,但她仍然不辞辛劳地办学办校,致力于中日的友好交流。

她是一个平凡的人,也是一个平凡人中不凡的人。

2014年5月26日,前清肃亲王第十七女,爱新觉罗·显绮病逝于北京,享年95岁。

一颗时代的眼泪缓缓落下,消弭无痕。