【EMC基礎篇②】噪聲的根源和種類,追蹤看不見的噪聲
發布時間:2022-10-12 來源:TDK 責任編輯:wenwei
【導讀】無現金支付 (手機支付)、可優化暖氣和照明等耗電量的智能家居、電動汽車和自動駕駛技術、搭載AI畫麵識別技術的自動安檢設備和機器人——womenzhouweidehuanjingzhengfashengjisudebianhua。weizhexiejishutigongzhichidezhengshidaliangdedianxinhaochuandao。jinhouyujihaihuibuduanchuxiangezhongxianjinjishu,dianxinhaodechuandaoyexuyaodadaoyuzhixiangfudegaosudarongliang。erqie,zhexiexinhaohaibixubaozhenggaoanquanxinghekekaoxing。
實際上,電信號和噪聲都是電磁能量,因此電子化生活越是便利,電子設備就越需要噪聲對策。
我們周圍的電氣電子設備多少都算是噪聲的產生源,看不見的噪聲與熱量有類似之處。眾所周知,熱的移動分為傳導、對流、輻射三種。保溫瓶的內部是真空的雙層構造,這是為了防止空氣的熱傳導和對流。不過,輻射熱屬於電磁波 (紅外線),即使真空也無法阻斷。因此,杯子裏麵會鍍上銀膽,反射紅外線,提高保溫效果。
作為電磁能量,噪聲也根據傳遞方式大致分為傳導噪聲和輻射噪聲。傳導噪聲通過電源線、信號線、印刷電路板的電路等,與信號一起移動。輻射噪聲無需介質,以電磁波形式飛散。
傳(chuan)導(dao)噪(zao)聲(sheng)的(de)入(ru)侵(qin)線(xian)路(lu)相(xiang)對(dui)比(bi)較(jiao)明(ming)確(que),但(dan)和(he)信(xin)號(hao)類(lei)似(si),難(nan)以(yi)識(shi)別(bie)。電(dian)信(xin)號(hao)一(yi)般(ban)會(hui)以(yi)電(dian)壓(ya)變(bian)化(hua)的(de)方(fang)式(shi)傳(chuan)導(dao),但(dan)噪(zao)聲(sheng)也(ye)是(shi)這(zhe)種(zhong)變(bian)化(hua)的(de)一(yi)部(bu)分(fen),會(hui)與(yu)電(dian)信(xin)號(hao)融(rong)合(he)。
dianlubanhedimianjiandejingdianjiehe,yijixianlujiandediancijiehehuichengweizaoshengdechuanshulujing。ciwai,dianlubanruozhijiecunzaidianshicha,jiuhuixingchengdaxingdedianliuxunhuan,chengweizaoshengchuanshulujing。bingqie,chuandaozaoshenghaihuibianweifushezaosheng,fushezaoshengyehuibianweichuandaozaosheng。
輻(fu)射(she)噪(zao)聲(sheng)比(bi)傳(chuan)導(dao)噪(zao)聲(sheng)還(hai)要(yao)令(ling)人(ren)難(nan)以(yi)捉(zhuo)摸(mo)。即(ji)使(shi)沒(mei)有(you)線(xian)纜(lan)連(lian)接(jie),輻(fu)射(she)噪(zao)聲(sheng)也(ye)會(hui)找(zhao)機(ji)會(hui)侵(qin)入(ru)其(qi)它(ta)電(dian)子(zi)設(she)備(bei),係(xi)統(tong)內(nei)的(de)噪(zao)聲(sheng)會(hui)變(bian)為(wei)係(xi)統(tong)間(jian)的(de)噪(zao)聲(sheng),擴(kuo)大(da)影(ying)響(xiang)範(fan)圍(wei)。在(zai)高(gao)頻(pin)電(dian)流(liu)的(de)電(dian)路(lu)中(zhong),線(xian)路(lu)的(de)電(dian)感(gan)等(deng)成(cheng)分(fen)會(hui)產(chan)生(sheng)無(wu)用(yong)的(de)電(dian)磁(ci)波(bo),這(zhe)也(ye)屬(shu)於(yu)噪(zao)聲(sheng)。由(you)於(yu)電(dian)磁(ci)波(bo)的(de)輻(fu)射(she)量(liang)與(yu)頻(pin)率(lv)的(de)平(ping)方(fang)成(cheng)正(zheng)比(bi),所(suo)以(yi)時(shi)鍾(zhong)頻(pin)率(lv)高(gao)達(da)Ghz的電腦等設備等成為了輻射噪聲的主要產生源之一。
上一篇推文中也提到過,噪聲對策的基本方式包括 (1) 屏蔽 (2) 反射 (3) 吸收 (4) 旁路。電腦本身包裹的金屬外殼,就是為了防止無用電磁波的泄露。不過,CD和DVD的取出口、散熱通氣口、金屬板的接縫處等位置會形成“窗口”,無(wu)用(yong)電(dian)磁(ci)波(bo)會(hui)從(cong)此(ci)逃(tao)出(chu)。此(ci)外(wai),與(yu)周(zhou)圍(wei)設(she)備(bei)連(lian)接(jie)的(de)線(xian)纜(lan)哪(na)怕(pa)掉(diao)了(le)一(yi)塊(kuai)皮(pi),也(ye)會(hui)形(xing)成(cheng)天(tian)線(xian),輻(fu)射(she)無(wu)用(yong)電(dian)磁(ci)波(bo)。電(dian)信(xin)號(hao)和(he)噪(zao)聲(sheng)本(ben)質(zhi)上(shang)是(shi)相(xiang)同(tong)的(de)東(dong)西(xi)。如(ru)果(guo)沒(mei)有(you)在(zai)產(chan)生(sheng)源(yuan)采(cai)取(qu)對(dui)策(ce),之(zhi)後(hou)就(jiu)無(wu)從(cong)挽(wan)救(jiu)了(le)。如(ru)果(guo)隻(zhi)是(shi)“臨陣磨槍”,反而會“賠了夫人又折兵”,讓噪聲進一步增加。
噪聲也會通過靜電結合與電磁結合的方式擴大。有電流的導體附近若存在其它導體,就會構成看不見的電容器 (浮遊容量),並(bing)產(chan)生(sheng)誘(you)導(dao)電(dian)壓(ya)。這(zhe)稱(cheng)為(wei)靜(jing)電(dian)結(jie)合(he)。高(gao)頻(pin)電(dian)流(liu)流(liu)動(dong)時(shi),其(qi)導(dao)體(ti)也(ye)會(hui)隨(sui)之(zhi)產(chan)生(sheng)電(dian)壓(ya)變(bian)化(hua),造(zao)成(cheng)輻(fu)射(she)噪(zao)聲(sheng)和(he)傳(chuan)導(dao)噪(zao)聲(sheng),對(dui)設(she)備(bei)造(zao)成(cheng)負(fu)麵(mian)影(ying)響(xiang)。
diancijieheshicichangyinfadeyoudaoxianxiang。jiaoliudianludepangbianruoyouqitadianlu,chanshengdecichangbianhuajiuhuidaozhidianliu。zhekeyigenjufaladidianciyoudaofazetuidao,hebianyaqishixiangtongdeyuanli。cichangdeshijianxingbiandongyuejilie、兩個電路循環的麵積越大、兩liang個ge電dian路lu越yue接jie近jin,電dian磁ci結jie合he所suo誘you發fa的de噪zao聲sheng電dian壓ya就jiu越yue大da。連lian接jie印yin刷shua電dian路lu板ban的de導dao線xian采cai用yong雙shuang絞jiao線xian的de原yuan因yin是shi,導dao線xian產chan生sheng的de磁ci場chang影ying響xiang會hui因yin此ci被bei減jian弱ruo。雙shuang絞jiao線xian構gou成cheng的de一yi個ge個ge小xiao圈quan所suo產chan生sheng的de磁ci場chang會hui交jiao替ti地di呈cheng相xiang反fan方fang向xiang,讓rang磁ci場chang抵di消xiao,從cong而er減jian少shao輻fu射she噪zao聲sheng。
電場變化產生磁場,磁場變化產生電場
環狀電場和磁場交替連接,跨越空間的話就形成了電磁波
在電路元件高度集成的電子設備中,靜電結合和電磁結合會複雜地交錯,線路的信號因此就能輕鬆地侵入其它線路。這稱為“串擾”,隨(sui)著(zhe)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)的(de)小(xiao)型(xing)化(hua),電(dian)路(lu)板(ban)上(shang)的(de)噪(zao)聲(sheng)問(wen)題(ti)也(ye)開(kai)始(shi)激(ji)增(zeng)。為(wei)了(le)減(jian)少(shao)噪(zao)聲(sheng)影(ying)響(xiang),人(ren)們(men)常(chang)采(cai)用(yong)屏(ping)蔽(bi)線(xian)。屏(ping)蔽(bi)線(xian)確(que)實(shi)對(dui)靜(jing)電(dian)結(jie)合(he)與(yu)電(dian)磁(ci)結(jie)合(he)都(dou)有(you)效(xiao),但(dan)在(zai)此(ci)之(zhi)前(qian),需(xu)要(yao)在(zai)電(dian)路(lu)配(pei)置(zhi)上(shang)花(hua)費(fei)工(gong)夫(fu),例(li)如(ru)讓(rang)電(dian)壓(ya)、電流變動大的導線遠離,讓導線交叉而不並行等。
電子設備是不可能根除噪聲的。正因如此,兼顧生成噪聲和侵入噪聲對策的EMC方案變得愈發重要了起來。那麼,噪聲的模式與行為有哪些?為何Earth與Ground的區別很重要?我們將在下一篇推文中繼續講解。
來源:TDK
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