【摘 要】 針對(duì)電子計(jì)價(jià)秤產(chǎn)品電磁兼容性檢驗(yàn)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(shí)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(jì)價(jià)秤產(chǎn)品電磁兼容性監(jiān)督檢驗(yàn)的工作中，我們發(fā)現(xiàn)與外接（LED或LCD）顯示

裝置的電子計(jì)價(jià)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(yàn)證兩類產(chǎn)品具有類似的電源結(jié)構(gòu)、電路板設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)價(jià)秤將顯示裝置設(shè)置于鍵盤區(qū)的附近。為方便購(gòu)銷雙方明確稱重及計(jì)費(fèi)情況，現(xiàn)

在很多的電子計(jì)價(jià)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(jì)的時(shí)候，電子計(jì)價(jià)秤外聯(lián)顯示

裝置會(huì)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。考慮圖2中的2個(gè)簡(jiǎn)單電路。每個(gè)電路都有自己的

電壓源、信號(hào)線和負(fù)載，它們有共同的信號(hào)返回電流電纜。如果該電纜的阻抗是0，那么每個(gè)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(huì)造成在回路2中的

負(fù)載電阻上會(huì)有由于回路1中信號(hào)帶來的電壓，反之亦然。 2LR

圖2 公共信號(hào)回路的2個(gè)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(hào)電壓），在圖2中即

2221101020logSRLRLVVXtalkV=

=

為了計(jì)算電路1中信號(hào)造成電路2中的串?dāng)_，我們?cè)O(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(hào)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(hào)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(hào)。上述公式可簡(jiǎn)化為

221102220logRETLSLLRRXtalkRRR≈

+

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

三、應(yīng)用舉例與應(yīng)用

以實(shí)際應(yīng)用中的例子來說明，圖3所示電子計(jì)價(jià)器所用的20cm長(zhǎng)，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(shí)，電纜中的每條線單位長(zhǎng)度電阻是1.1Ω/m。如果

每條數(shù)據(jù)線都由10Ω的信號(hào)源驅(qū)動(dòng)，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(hào)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(hào)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(hào)返回線，那么公共返回路徑的

電阻減半。這會(huì)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(huì)更多降低串?dāng)_。注意在計(jì)算中從未出現(xiàn)信號(hào)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(jí)或更低）時(shí)，線阻抗與頻率無關(guān)，串?dāng)_

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

頻率的平方根成正比。

四、結(jié)論

在日常檢測(cè)電子計(jì)價(jià)秤電磁兼容性能的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)由于電子計(jì)價(jià)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(shí)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(shí)例應(yīng)用，并提出增加附加返回線路降低串?dāng)_的解決方法。