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EMC实用技巧:利用近场探头抑制 LVDS 连接干扰​

发布:西安普科科技
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LVDS(低压差分信号)驱动器与接收器可能成为强干扰发射源。当电缆或插拔连接器的屏蔽存在缺陷时,LVDS 系统产生的干扰易渗透并向外辐射,而这一问题的核心诱因,往往是 LVDS 模块中多余的共模电流。

实践表明,共模电流的产生与 LVDS 模块类型密切相关:不仅驱动器会产生共模电流,接收器也可能向 LVDS 导线释放大量共模电流。更关键的是,传输系统的插拔连接器对共模电流的抗扰能力远弱于差模电流 —— 对称传输系统虽能通过差模电流的相互抵消实现抑制,但若连接器中对称导线相对屏蔽的结构不对称,反而会额外耦合出差模电流。因此,通过精准测量识别共模电流问题,是在正确位置采取干扰抑制措施的前提。


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图 1测量装置示意图


一、测量方案:高分辨率近场探头的应用

要定位 LVDS 系统的共模电流问题,需对驱动器与接收器的引脚进行高分辨率测量,而MFA-R 0.2-6 近场探头可精准满足这一需求。

1. 测量装置搭建

测量装置通过 RJ-45 插口与适配线连接 LVDS 模块,核心测量环节通过 MFA-R 0.2-6 近场探头完成,具体测量位置分为两类(如图 2、图 3 所示):

位置 1(引脚对之间):将探头线圈面置于 LVDS 引脚对之间(如接收器的引脚 1 与引脚 2 之间);

位置 2(引脚对之外):将探头线圈面置于 LVDS 引脚对外侧(如接收器的引脚 1、2 与空置的引脚 3 之间)。

测量数据通过ChipScan-ESA 测量与记录软件采集,通过对比两个位置的磁场强度,可判断电流类型(共模或差模)。


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2. 电流类型与磁场强度的关联规律

磁场强度的分布直接反映电流类型,二者存在明确关联:

差模电流特征(图 4):若 LVDS 引脚对载有差模电流,引脚之间的磁场会相互叠加,因此 “引脚对之间” 的测量场强显著高于 “引脚对之外”;

共模电流特征(图 5):若 LVDS 引脚对载有共模电流,引脚之间的磁场会相互抵消,因此 “引脚对之间” 的测量场强反而低于 “引脚对之外”。


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二、测量结果解读:定位共模电流来源

通过 MFA-R 0.2-6 探头对 LVDS 驱动器与接收器的测量,可清晰识别共模电流的产生位置,具体结果如下(图 6、图 7 中,红色曲线为 “引脚对之间” 测量值,蓝色曲线为 “引脚对之外” 测量值):

1. LVDS 驱动器(TTL-LVDS 类型)

驱动器输出引脚对(引脚 5、6)的电流以差模电流为主:引脚对之间的场强最大,引脚对之外的场强最小(符合图 4 差模电流特征);但两场强存在微小差异,表明仍存在少量附加共模电流成分。

2. LVDS 接收器(LVDS-TTL 类型)

接收器输入引脚对(引脚 1、2)的测量结果与驱动器相反:引脚对之间的场强弱于引脚对之外(符合图 5 共模电流特征),这表明接收器会主动产生共模电流—— 这一现象超出常规认知,通常难以预先判断。


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三、干扰抑制方案:针对性解决共模电流问题

LVDS 系统的干扰发射路径已明确:驱动器与接收器产生的共模电流,会通过 RJ-45 插口与连接适配线向外辐射。针对这一问题,最有效的解决方案是在数据线关键位置集成节流元件:

在 TTL-LVDS 驱动器的输出端(引脚 5、6)加装数据线节流元件;

在 LVDS-TTL 接收器的输入端(引脚 1、2)加装数据线节流元件。

若未通过 MFA-R 0.2-6 探头进行测量分析,将难以发现接收器产生共模电流的问题,更无法针对性采取输入端节流措施 —— 因为 LVDS 模块的电流类型(共模或差模)完全取决于其内部线路设计,与模块类型相关且无法通过外观或规格书预测。


四、关键结论

LVDS 接收器产生共模电流是真实存在的现象,需通过实测验证,不可仅凭经验判断;

MFA-R 0.2-6 近场探头是识别 LVDS 系统共模电流的核心工具,通过 “引脚对之间 / 之外” 的双位置测量,可精准定位干扰源;

干扰抑制措施需与实测结果匹配:针对驱动器的少量共模电流、接收器的显著共模电流,在对应引脚端加装数据线节流元件,可有效阻断干扰发射路径。

以上内容由普科科技/PRBTEK整理分享, 西安普科电子科技有限公司致力于示波器测试附件配件研发、生产、销售,涵盖产品包含电流探头、差分探头、高压探头、无源探头、罗氏线圈、电流互感器、射频测试线缆及测试附件线等。旨在为用户提供高品质的探头附件,打造探头附件国产化知名品牌。更多信息,欢迎登陆官方网站进行咨询:https://www.prbtek.cn/


2025-10-22
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