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电磁噪声的抑制方法

助工
2018-04-23 10:22:40    评分

1.噪声抑制

  三种因素(噪声源、噪声受体和传输路径)如图 1-7 的原理图所示存在时,会产生噪声干扰。如果可以消除其中一个因素,就可以消除噪声干扰。
  因此,可以在噪声源侧或噪声受体侧采取措施。例如,如果未使用数字电路、开关电源或发射器(例如白炽灯),电子设备产生的噪声会非常小。另一个例子是在噪声受体一侧于软件中设置冗余处理。
  因此,即使信息稍有改变,也可以恢复信号。这些措施可以作为基本解决方案。但许多这些情形会造成较大的次级效应,比如明显降低电子设备的性能或增加其尺寸,从而使这些措施不切实际。

 噪声干扰的原理

  通常,噪声会如图 1-8 所示排除在传输路径之外。存在两种噪声传导(空间传导和导体传导)。如图所示,空间传导由屏蔽进行处理,而导体传导由滤波器进行处理。
  如图 1-7 所示,空间传导和导体传导倾向于通过用作天线的导线进行相互转化。因此,即使导体传导只是一个位置的问题,但不能完全忽略空间传导的可能性。

噪声抑制的措施

 2.  屏蔽

  屏蔽指的是通过用如图 1-9 所示的金属板或其他保护装置封闭目标物体,把周围的电磁场排除在外。
  尽管屏蔽的效果通常取决于所用材料的传导性、导磁率和厚度,但用铝箔等极薄的金属板会令常规电子设备的噪声抑制更有效果。您必须意识到电子设备的噪声抑制效果会因形成外壳的连接方法(间隙、接触阻抗等)而异,而与材料规格无关。
  在散热所用的屏蔽罩上制作开口时,限制每个开口的最大尺寸比限制开口的总面积更加重要。如图 1-10 所示,如果存在细长的开口或狭缝,这个部分可以起到狭缝天线的作用(特别是图中的长度 l 超过了波长 1/2 时的高频范围),且无线电波可以进出屏蔽罩。为了避免这样,应保持每个开口较小。由此看来,带许多小孔的板材(例如冲孔的金属和延展的金属)是很好的材料,既有利于通风,又有利于屏蔽。

屏蔽

相同区域内三个不同开口形状产生不同屏蔽效果示例

3.滤波器

  滤波器指的是一个元件或功能,在导体中流动的电流内,可以让必需的成分通过,而消除不想要的成分。尽管噪声分流到了图 1-12 所示的接地,但噪声能量会被这些元件内部吸收,或返回到噪声源(增加阻抗)。

滤波器

滤波器工作方式

  因为噪声往往分布在如图 1-13 所示的相对较高的频率范围内,所以电子设备的噪声抑制通常使用低通滤波器来消除高频成分。可以把电感器(线圈)、电阻和电容等通用元件用作低通滤波器。但是为了完全隔离噪声,可以使用 EMI 静噪滤波器等专用的元件。EMI 静噪滤波器会在本文档的第 6 章进行详细说明。

  除了这些利用噪声不均匀频率分布的滤波器以外,还有些滤波器是利用压差(变阻器等)或利用传导模式差异(共模扼流线圈等)。

  除了这些滤波器,变压器、光缆或光隔离器均可用作一种滤波器。尽管某些情况下这些元件可以获得优异的降噪效果,但适用的情形很有限。

用低通滤波器隔离噪声




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