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【摘 要】 針對電子計價秤產(chǎn)品電磁兼容性檢驗過程中發(fā)現(xiàn)的由于外接顯示裝置帶來的串?dāng)_問

題，本文分析了由于扁平帶狀線共阻抗耦合帶來的串?dāng)_問題，進(jìn)行了實例應(yīng)用，并提出增加附加返

回線路降低串?dāng)_的解決方法。

一、問題的提出

在進(jìn)行電子計價秤產(chǎn)品電磁兼容性監(jiān)督檢驗的工作中，我們發(fā)現(xiàn)與外接（LED或LCD）顯示

裝置的電子計價秤相比內(nèi)置顯示裝置的同類產(chǎn)品具有較差的電磁兼容性能，表現(xiàn)在抗干擾性（EMS）

較弱、電磁干擾（EMI）較強(qiáng)等。在驗證兩類產(chǎn)品具有類似的電源結(jié)構(gòu)、電路板設(shè)計及結(jié)構(gòu)設(shè)計后，

可以明確，這類電磁干擾問題是由于顯示裝置連接方式的不同所造成。

傳統(tǒng)的電子計價秤將顯示裝置設(shè)置于鍵盤區(qū)的附近。為方便購銷雙方明確稱重及計費情況，現(xiàn)

在很多的電子計價秤有了外置讀數(shù)的功能，即將顯示設(shè)備抬高于秤體或用線纜連接至便于讀數(shù)的地

方，如圖1所示。

圖1 外接顯示裝置示意圖

通常連接線纜采用扁平帶狀線，在使用連接線纜且初期缺乏設(shè)計的時候，電子計價秤外聯(lián)顯示

裝置會帶來串?dāng)_問題。

二、串?dāng)_分析

串?dāng)_是由扁平帶狀線的共阻抗耦合引起的�？紤]圖2中的2個簡單電路。每個電路都有自己的

電壓源、信號線和負(fù)載，它們有共同的信號返回電流電纜。如果該電纜的阻抗是0，那么每個電路

負(fù)載電阻上的電壓只和電源電壓有關(guān)�？墒�，共享的電纜上有微小阻抗，這就會造成在回路2中的

負(fù)載電阻上會有由于回路1中信號帶來的電壓，反之亦然。 2LR

圖2 公共信號回路的2個電路

該現(xiàn)象稱為串?dāng)_，一般定義為，以dB表示的串?dāng)_=20log10（接收電路2中的耦合電壓/電路1中

的信號電壓），在圖2中即

2221101020logSRLRLVVXtalkV=

=

為了計算電路1中信號造成電路2中的串?dāng)_，我們設(shè)20SV=，并算出比率。在回路

2中應(yīng)用基爾霍夫電壓定理（KVL），得出

2/

RLRLVV

2222212()SSLRETVIRIRIIR++++=

設(shè)，可根據(jù)20SV=1I得到2I，

2122RETSLRETRIIRRR=

++

其中的111及

，上式可根據(jù)通過負(fù)載電阻的電壓來表示

21222RLRETRLLSLRETLVRRRRRR.

=

++

串?dāng)_即可表示為

22101012220log20logRLRETLRLSLRETLVRVRRR=

++

圖2電路中如果112250SLSLRRRR====，信號返回線電阻為100mΩ，那么串?dāng)_為

21100.15020log6050500.150talkXd==

++

換言之，回路1中的5V信號電壓將造成回路2中5mV的噪聲電壓。

一般在公共阻抗耦合情況下，公共返回路徑阻抗比任一回路的負(fù)載阻抗小得多。否則返回路徑

將極大地衰減信號。上述公式可簡化為

221102220logRETLSLLRRXtalkRRR≈

+

該公式提供很好的串?dāng)_估值，在可能的多信號返回路徑的復(fù)雜結(jié)構(gòu)中應(yīng)用極為簡單。

三、應(yīng)用舉例與應(yīng)用

以實際應(yīng)用中的例子來說明，圖3所示電子計價器所用的20cm長，9線帶狀電纜承載8位數(shù)

據(jù)總線（8條數(shù)據(jù)線，1條回流線）。在2.0MHz時，電纜中的每條線單位長度電阻是1.1Ω/m。如果

每條數(shù)據(jù)線都由10Ω的信號源驅(qū)動，并端接50Ω電阻至公共返回線，我們可得出每2條線之間由

于2.0MHz公共阻抗引起的串?dāng)_大小。

圖3 9線帶狀電纜上的8位數(shù)據(jù)總線

由于各條線類似，我們可以開始設(shè)置任一條線的信號源打開，其余的關(guān)閉，源回路中的電流是

111RLLVIR=

流經(jīng)負(fù)載電阻之后，電流通過帶狀電纜電阻或通過其余7條負(fù)載和源電阻流回到信號源中。1LR

返回線電阻是 0.21.10.22()wireR=×=Ω

其余7條負(fù)載和源電阻并聯(lián)電阻值是

2710500.228.6()

77SLwireRRRR.

++++

===

因此幾乎所有（98%）的源電流通過帶狀電纜的返回線上流回。在返回線上的電壓降是

。 1RETwireVIR=

由于電壓分配，在其它數(shù)據(jù)線上的串?dāng)_電壓是

271150500.1810501050RLRETwireVVIR.≈==

++

因此串?dāng)_可表示為

1027110110.1820log20log4950RLRVIXtalkdBVI.....

===....

....

如果帶狀電纜由10線取代9線，多出的一條線作為附加的信號返回線，那么公共返回路徑的

電阻減半。這會導(dǎo)致串?dāng)_除以系數(shù)2（即減小6dB）。該情況下，總的串?dāng)_為-49-6=-55dB。提供更

多的附加返回線路將會更多降低串?dāng)_。注意在計算中從未出現(xiàn)信號頻率。除了共享返回線阻抗與頻

率相關(guān)外，公共阻抗耦合是與頻率無關(guān)的。在低頻（kHz級或更低）時，線阻抗與頻率無關(guān)，串?dāng)_

亦然。在高頻（MHz或更高）時，線阻抗由于集膚效應(yīng)與頻率的平方根成正比。此時，串?dāng)_也與

頻率的平方根成正比。

四、結(jié)論

在日常檢測電子計價秤電磁兼容性能的時候，發(fā)現(xiàn)由于電子計價器的外置顯示裝置造成了諸多

電磁兼容性問題。顯示裝置用非屏蔽電纜連接，不連接時不超標(biāo)，一旦連接，即造成晶振諧振頻率

上的超標(biāo)。在電纜線上套上磁環(huán)，或用錫紙屏蔽且接地，均沒有明顯效果。這種干擾是由于線纜間

串?dāng)_造成的，由于外接線纜采用扁平帶狀線，本文分析了扁平帶狀線由于共阻抗耦合帶來的串?dāng)_問

題，進(jìn)行了實例應(yīng)用，并提出增加附加返回線路降低串?dāng)_的解決方法。