太神奇了！
規(guī)律總在變化！
根本無法理解！
接地和屏蔽過程往往令人捉摸不定，各種感慨并不鮮見。但實(shí)際上，它是一種從不變化的過程，人們對(duì)電磁耦合機(jī)理了解越多，就越明白這純粹是一項(xiàng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓こ淘怼?yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)和邏輯過程可以消除或減少電磁干擾（EMI）問題，獲得理想的機(jī)械性能。下面，隨小科一起探索電磁耦合機(jī)理及減少電磁干擾的解決辦法吧！
耦合形式及解決方案
干擾信號(hào)主要通過五種途徑來耦合至信號(hào)：電容耦合、磁耦合、射頻（Rf）耦合、直接耦合、PWM。
01 電容耦合
電容耦合又稱電場(chǎng)耦合或靜電耦合，是由于分布電容的存在而產(chǎn)生的一種耦合方式。
解決辦法
對(duì)于高 dv/dt 信號(hào)，比如驅(qū)動(dòng)器的 PWM，只要將上升時(shí)間降至電抗以下，就可以阻斷電容耦合的因素。
02 射頻（Rf）耦合
如果不加以注意，很容易產(chǎn)生射頻（RF）信號(hào)。只要產(chǎn)生火花間隙，就可能產(chǎn)生 RF 信號(hào)。所產(chǎn)生的電壓信號(hào)不太可能在用戶端造成問題，因?yàn)榫嚯x小于?波長(zhǎng)；但隨后產(chǎn)生的磁場(chǎng)可能導(dǎo)致嚴(yán)重問題。另一個(gè)問題是，該信號(hào)處于傳播途徑中，可能干擾其他設(shè)備。
輻射噪音的近場(chǎng)影響和遠(yuǎn)場(chǎng)影響
解決辦法
傳輸或接收輻射信號(hào)離不開天線。天線產(chǎn)生兩種場(chǎng)，E-場(chǎng)為電場(chǎng)，H-場(chǎng)為磁場(chǎng)。兩者在天線上同相時(shí)，互相支持并保持諧振關(guān)系，有時(shí)稱為共振。在信號(hào)的傳輸和接收有關(guān)的兩種場(chǎng)中，在近場(chǎng)區(qū)域必須使用磁屏蔽，以防止磁場(chǎng)外溢并被接收到；在遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)域中，仍可使用電壓天線來接收信號(hào)，并可看到信號(hào)特性。
03 磁耦合
伺服驅(qū)動(dòng)器和電源的 PWM 信號(hào)通常是導(dǎo)致信號(hào)進(jìn)入不必要區(qū)域的罪魁禍?zhǔn)住Ｆ浼种幵谟谄涓吣芰，足以通過其場(chǎng)啟動(dòng)設(shè)備。此外，PWM 經(jīng)長(zhǎng)電纜傳送至電機(jī)，一旦電纜選擇、接地、屏蔽和連接不當(dāng)，后果會(huì)非常嚴(yán)重。
解決辦法
由驅(qū)動(dòng)器、電纜和電機(jī)組成的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，包含有電感、電阻、電容、電流、正向電壓和 BEMF 電壓。這些復(fù)雜的無功載荷可能不像想的那樣發(fā)揮作用。一旦確定運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)存在問題，解決方法是限制振蕩的影響，用磁屏蔽來屏蔽該電纜，并在源端（驅(qū)動(dòng)器）和電機(jī)終端接地。
04 直接耦合
最常見的直接耦合噪音源之一是：作為參考或返回的接地未按預(yù)期參考接地。這在敏感的高增益電路中尤為普遍。使用中性線的電源系統(tǒng)就是一個(gè)例子，如果無意將電源線連接至接地線而不是中性線，設(shè)備仍會(huì)運(yùn)行，除可能發(fā)生危險(xiǎn)之外，還可能在接地線上產(chǎn)生意外噪音，從而對(duì)接地線所連接的全部設(shè)備產(chǎn)生負(fù)面影響。
解決辦法
正確連接系統(tǒng)，同時(shí)在敏感設(shè)備的輸入端過濾此類電源干擾。這類電源干擾相當(dāng)常見。Shaffner、APC 或類似濾波器足以解決這個(gè)問題。
05 PWM
產(chǎn)生 EMI 噪音的復(fù)雜條件有電機(jī)電感、電機(jī)電阻、電纜電容、繞組的屏蔽和電容效應(yīng)等。另外，還疊加了難以預(yù)測(cè)的 PWM 對(duì) BEMF 電壓施加的影響，并且這種影響越來越顯著。通過電子仿真程序：建！獦(biāo)準(zhǔn)仿真——優(yōu)化方案等步驟，我們了解到 PWM 的共模噪音以及該 dv/dt 的電壓尖峰會(huì)導(dǎo)致電機(jī)或驅(qū)動(dòng)器發(fā)生電氣故障，從而損壞絕緣。同時(shí)，振蕩在橋內(nèi)所有晶體管的 PWM 中都普遍存在。任何負(fù)載不平衡都會(huì)導(dǎo)致電流經(jīng) RLC 電路從振蕩源流入地面，本質(zhì)上為接地。如果具有電感較低的接地路徑，則通常會(huì)導(dǎo)致一些前沿泄漏至返回信號(hào)。
PWM 振蕩標(biāo)準(zhǔn)仿真
解決辦法
至少需要三種手段才能避免上述問題：
1 減少發(fā)射
2 屏蔽接收機(jī)，打破耦合
3 強(qiáng)制電流經(jīng)預(yù)期回路流入地面
通過上述手段，PWM 振蕩會(huì)比原始自然振蕩更容易屏蔽，但仍有部分明顯振蕩可能耦合入系統(tǒng)，應(yīng)進(jìn)一步減少振蕩。另一種解決方案是使用緩沖電路。這將產(chǎn)生非常容易控制的 PWM 脈沖，而不會(huì)產(chǎn)生可能導(dǎo)致 EMI 噪音的劇烈振蕩上升邊沿。該 PWM 邊沿的良性振蕩在系統(tǒng)中為不可見噪音，足以視為解決方案。
小結(jié)
上述的內(nèi)容表明，采用屏蔽、合適的電感和電容來處理噪音，并通過實(shí)現(xiàn)良好接地和降低振蕩頻率，可以很容易地消除噪音？勺畲蟪潭葴p少屏蔽和接地的工作量。從而幫助設(shè)備廠商最大限度減小噪音問題，同時(shí)不會(huì)顯著增加系統(tǒng)成本。這是現(xiàn)有設(shè)計(jì)的卓越解決方案。
在設(shè)備制造期間先了解產(chǎn)生電磁干擾的耦合機(jī)理及相應(yīng)的解決方案，可以最大程度減少電磁干擾問題。同時(shí)，預(yù)設(shè)降噪方法，要比在設(shè)備制造完畢之后嘗試采用解決方案簡(jiǎn)單得多。
科爾摩根 EMI 消除方案
電纜作為系統(tǒng)集成的重要組成部分，對(duì)于電磁干擾有著很大的影響，正確的電纜選擇及連接對(duì)于消除 EMI 十分重要。
科爾摩根作為出色的運(yùn)動(dòng)控制核心部件提供商，時(shí)刻關(guān)注市場(chǎng)應(yīng)用需求發(fā)展，始終致力于為客戶提供可最大化運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)性能的產(chǎn)品解決方案。科爾摩根高性能伺服電纜經(jīng)過專業(yè)化設(shè)計(jì)，搭配科爾摩根高性能伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器，幫助客戶從源頭上消除 EMI 噪聲，可以有效的為您的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)屏蔽電磁干擾。助力客戶設(shè)備實(shí)現(xiàn)卓越性能，提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力！