EMC基础-差模噪声与共模噪声

1 3 6 6????总结 91.序言“差模噪声”也称为“常模噪声”,这两种称呼有时可根据条件区分使用，本文中这2种称呼等价。另一种是“共模噪声”,由于我们以开关电源为背景进行2种噪声的介绍，因此图例是将PCB装在壳体中，并由外部供电，如下图所示：噪声源.在电源线与基准GND之间产生噪声电压。噪声电流与电源的(4)端和(一)端电流路径柏同。差模噪声产生在电源线之间，噪声源串联进入电源线，噪声电流与电源电流方向相同。由于往返方向相反而被称为“差模(Differentialmode)”。共模噪声是经杂散电容等泄漏的噪声电流经由大地返回电源线线的噪声。共模噪声引起的辐射Tr因电源的(+)端和(一)端流过的噪声电流方向相同而被称为“共模共模噪声引起的辐射Trmode)”。在电源线间不产生噪声电压。由差模噪声引起的辐射的电场强度Ed可通过左下方的公式来表示。Id为差模中的噪声电流，r为到观测点的距离，f为噪声频率。差模噪声会产生噪声电流环，因此环路面积S是非常重要的因素。如图和公式所示，假设其他因素固定，环路面积越大则电场强度越高。差模噪声引起的辐射差模噪声引起的辐射←由共模噪声引起的辐射的电场强度Ec可通过右下方的公式来表示。如图和公式所示，线缆长度L是非常重要的因素。需要注意的是，在平时的EMC问题中，共模噪声出现的概率更大一点，因为共模噪声是经参考网络进行干扰的传递，所以我们如果不是认真仔细设计，或者说我们不能100%避免干扰的存在，在不经意间就会引入共模噪声。为了更好地认识每种噪声引发的辐射特点，我们代入实际数值来计算一下2种噪声的电场强度(条件完全相同，电场强度的观测点用蓝色圆点来表示)。发射端接收端上从这个计算结果我们可以看到：在噪声电流值相同的情况下，共模噪声辐射要大得多(此例中约大100倍)。不管怎样，这些传导噪声和辐射噪声即EMI如果超出了容许范围，就需要采取降噪对策。特别需要记住的是，在考虑辐射噪声对策时，针对共模噪声的对策是非常重要的。关于EMC问题的整改，我们后面逐步介绍，其中最原则性的降噪对策是：差模噪声要减少环路面积S(比如线缆采用绞合线),共模噪声要极力缩短线缆长度。当这一原则受到挑战或者无法达成时，就需要探讨增加滤波器的方法。噪声产生的原因差模噪声：差模噪声也称为对称噪声，产生于电源线上，噪声电流流进和流出的大小相同，方向相反，这样的噪声就称为差模噪声，图1所示就为差模噪声的示意简图。产品外壳电路板R差模噪声环路整墩产品外壳电路板分布电容共模噪声环路GND字钢消这整政第5页共9页分析：由上图可以看出电源线上的共模噪声流经大地(GND)后，再从大地与产品形成的分布电容流回噪声源，形成共模噪声环路。了解完什么是差模噪声和共模噪声，接下来我们来讲一下他们是如何引起产品对外的辐射强度是和它的电路电场强度息息相关的，下面我们分别来看差模噪声的电场强度和共模噪声产生的电场强度都和那些条件有关：风共模噪声回路电场强度关系图噪声接收端回路的面积大小差模噪声回路电场强度关系图在此公式中Id噪声电流大小，f为噪声的频率，r为离噪声源的距离，S则为噪声回路的面积大小；噪声接收端噪声接收端区共模噪声回路电场强度关系图在此公式中Id噪声电流大小，f为噪声的频率，r为离噪声源的距离，L则为噪声传输线缆的长度；对比两个公式不难发现，在同等条件下差模噪声大小的重要因数是回路面第6页共9页??.噪声的抑制有要求无法减短时，也可以通过在线缆传输接口处??.案例分享1分析：可以看出超标的频率段基本集中在50MHz-200MHz频段，共模噪声12分析：可以看出经过优化后，数据在50MHz和100MHz左右还是会有两个看，后期读点便可。分析发现产品工作时需要外接适