什么是電噪聲，減少電磁干擾的技術(shù)有哪些

電磁干擾（EMI），又稱“電噪聲”，是在各種電路中最常見的問題之一。任何帶有快速變化電流的電路都容易通過雜散電磁場產(chǎn)生電磁（EM）干擾。

什么是電噪聲？

電噪聲是系統(tǒng)受雜散電磁場影響時(shí)發(fā)生的現(xiàn)象。這些磁場通常源自相關(guān)元件中的電流和電壓變化，并且可以通過輻射或通過與導(dǎo)體的物理接觸進(jìn)行傳輸。電噪聲給電子和電氣裝置帶來一些挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)可能損害其功能并對內(nèi)部部件甚至整個(gè)裝置造成損壞。因此，有必要盡量減少其影響，以確保系統(tǒng)按預(yù)期運(yùn)行。

為了產(chǎn)生噪聲，必須存在以下三個(gè)方面：電磁輻射源——產(chǎn)生EMI的元件或系統(tǒng)；傳播途徑——EMI可以通過輻射或物理接觸傳播；接收介質(zhì)——受到干擾的電路。隨著電子設(shè)備變得越來越復(fù)雜和小型化，集成到PCB中的元件數(shù)量正在增加。這些元件中的一些通常在運(yùn)行過程中會(huì)發(fā)射EM能量。此外，沒有噪聲過濾系統(tǒng)的電力系統(tǒng)可能會(huì)受到EM噪聲的有害影響。最常見的EMI問題是射頻（RF）噪聲、電源線噪聲和靜電放電（ESD）。

電力線干擾與高壓裝置有關(guān)。在高電壓下，當(dāng)導(dǎo)體的高電場強(qiáng)度未被適當(dāng)過濾時(shí)，電源線將發(fā)出可聽見的噪聲。這種聲音是由“電暈放電”引起的：這種現(xiàn)象產(chǎn)生可見光，可以在裸導(dǎo)體附近觀察到。靜電放電（ESD）在靜電荷轉(zhuǎn)移到電氣系統(tǒng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生電磁干擾。它可能導(dǎo)致元件損壞或降低信號(hào)質(zhì)量。由諸如發(fā)射器、LED燈、雙向和放大器之類的電子元件產(chǎn)生的RF噪聲也產(chǎn)生可能損害無線電/數(shù)據(jù)傳輸中的信號(hào)完整性的EM波。

減少電磁干擾的技術(shù)

我們現(xiàn)在將討論一些在電子電路中減少EMI的最佳實(shí)踐。工程師可以考慮在他們的PCB設(shè)計(jì)中使用以下技術(shù)。

適當(dāng)?shù)牟季只蛟贾?/p>

元件在PCB上的排列方式會(huì)影響將產(chǎn)生的電磁能的數(shù)量。設(shè)計(jì)PCB元件布局的最佳實(shí)踐涉及以下內(nèi)容：模擬和數(shù)字電路的分離，以防止信號(hào)傳輸過程中的串?dāng)_；信號(hào)電纜與電源線分離，以保持信號(hào)完整性；高速走線與走線布局中的低速走線分開；返回路徑盡可能短。

EMI屏蔽

在電子電路中，最有效的方法之一就是使用EMI屏蔽。常見的屏蔽裝置是法拉第籠：由合適厚度的導(dǎo)電材料制成的外殼，其有助于阻止RF波的通過。所用元件的屏蔽效能與材料的導(dǎo)電率成正比。因此，工程師必須使用低電阻的高導(dǎo)電率材料，以顯著減弱EM輻射。

EMI濾波

EMI濾波器是用于衰減電力系統(tǒng)和電子電路中產(chǎn)生噪聲的裝置。濾波允許低頻信號(hào)通過，同時(shí)阻塞導(dǎo)致電子干擾的高頻信號(hào)。例如，包含電感器和電容器的EMI濾波器可以將直流電機(jī)中產(chǎn)生的噪聲降到最低。

正確接地

在電路設(shè)計(jì)中，確保正確的接地對減少電磁干擾至關(guān)重要。在PCB中，接地層為電源接地端子提供0伏線路。通常，接地平面的橫截面積越大，整個(gè)電路板的EMI就越有效。工程師可以采用以下接地技術(shù)來最大限度地減少PCB中的EMI：在地平面太小的地方使用多層電路板；將地平面分成模擬和數(shù)字部分，以防止噪聲耦合；在地平面中集成去耦電容，以最大限度地減小回流路徑；不會(huì)造成太多的接地連接，從而在電路板上輻射更多的EMI。

差分對布線

適當(dāng)?shù)牟罘謱Σ季€可幫助設(shè)計(jì)人員在高速電路中最大限度地減少噪聲并保持信號(hào)完整性。該技術(shù)用于設(shè)計(jì)平衡傳輸系統(tǒng)，在提高信噪比的同時(shí)，防止共模噪聲和信號(hào)丟失。創(chuàng)建差分對的一些最佳實(shí)踐包括：在差分對布線時(shí)，導(dǎo)電跡線應(yīng)保持相互平行；差分對應(yīng)有足夠的間隙以防止EM感應(yīng)；在差分對布線時(shí)，應(yīng)避免急轉(zhuǎn)彎，因?yàn)樗鼈兺鶗?huì)產(chǎn)生EMI。如果需要曲線，則應(yīng)使其平滑并偏離不超過45°；差分對的走線長度應(yīng)均勻匹配或保持在允許的失配容差范圍內(nèi)。廣泛不匹配的長度會(huì)產(chǎn)生EM輻射，從而對信號(hào)完整性產(chǎn)生負(fù)面影響。
責(zé)任編輯人：CC