發布日期：2022-04-17 點擊率：69
【導讀】許多電磁噪聲干擾實際上是以無線電波通過空間傳導的。本文講述噪聲的空間傳導及其應對措施。本文將首先討論電路之間的干擾（短距離問題），隨后講述天線理論（遠距離問題）以及如何屏蔽以防止這種問題。為了簡化闡釋，有些現象可能通過我們獨特詮釋方法進行極其簡略的說明。
噪聲的空間傳導可以分為兩種問題: 一種問題出現在較近距離內（當同一臺電子設備內的電路彼此干擾時），另一種問題出現在較遠距離內（當噪聲發射為無線電波且干擾到旁邊的電子設備時）。這兩種問題因距離而在降低干擾程度方面有所不同，后者的影響波及范圍更遠。雖然后一個問題根據噪聲規則對不需要的發射有限制規定，但前一個問題對設計電子設備 也很重要。
圖1 主要闡釋的內容
空間噪聲傳導及其應對措施
如前文所述，噪聲傳導通過導體和空間傳導而產生。盡管到現在為止講述地主要是導體傳導，但本文將講述空間傳導以及屏蔽這種傳導的靜噪對策。
空間噪聲傳導模型和屏蔽
空間噪聲傳導
如圖2所示，空間噪聲傳導的主要機制如下:
(i)靜電感應。
(ii)電磁感應。
(iii)無線電波的發射和接收。
圖2展示了噪聲是如何在電子設備內通過空間傳導，最終從電纜發射出的示例。空間傳導的這三個機制也適用于電子設備外的噪聲傳導以及噪聲接收。
圖2 空間噪聲傳導的模型
[page]屏蔽
若要在空中屏蔽空間噪聲傳導，對目標對象應該如圖3所示進行屏蔽。屏蔽意味著用金屬等良導體（或磁體）覆蓋目標對象，屏蔽即可以應用于噪聲源側，又可用于接收器側。盡管目標電路在圖3中被單獨屏蔽，但也可以覆蓋整個電子設備或整個房間（稱為屏蔽室）。
盡管屏蔽方法會因噪聲感應模型而稍有不同，但其具體實施方案幾乎一樣。只要條件不是極端惡劣，即使很薄的金屬箔也可以在幾MHz的頻率范圍內取得足夠好的效果。許多情況下均需要接地連接，且效果會因接地的優良程度而有很大差異。
圖3 屏蔽
靜電感應
(1) 電場傳輸噪聲
通常，帶電的物體周圍會形成一個電場。如圖4所示這個電場會影響周圍電路的現象稱為靜電感應。代表這個現象的電路圖如圖4所示，其中在噪聲源和受害方之間形成了浮動的靜電容量CS，從而形成了電流路徑。
當噪聲源電壓Vn變大且浮動靜電容量CS變大時，靜電感應引起的噪聲電壓V2升高。當噪聲源和受害方之間的距離縮短且噪聲源和受害方的尺寸變大時，浮動靜電容量CS升高。
圖4 靜電感應
(2) 高阻抗電路易受噪聲影響
通常浮動靜電容量CS非常小，大約只有幾pF或更小。例如，假定間隙為10mm，并聯長度為100mm，線路直徑為1mm的細線時（同時忽視基板的介電常數），如圖4(a)所示的線路間的浮動靜電容量大約為1pF。
因此，相對整個電路來說，圖4(b)中阻抗CS比率較大。如果作為噪聲受害方的電路阻抗Z2小于這個比率，則感應電壓V2可通過分壓來降低。一般而言，這就是為什么高阻抗電路更容易接收噪聲的原因之一（低阻抗電路不太容易接收）。
通常，靜電感應指的是電場引起的常規噪聲感應。為了簡化電路模型，我們只將重點放在如圖4所示的線路間浮動靜電容量。
(3) 如何降低靜電感應
為了降低靜電感應，通常會采用以下措施:
(i)增加距離（降低浮動靜電容量）。
(ii)減小線路等的尺寸。
縮短并聯線路部分的長度（降低浮動靜電容量）。
(iii)提供靜電屏蔽（用金屬板蓋住噪聲源或受害方，然后連接到地線）。
(iv)降低噪聲源的電壓（使用EMI靜噪濾波器）。
(v)降低接收器的阻抗或靈敏度（使用EMI靜噪濾波器）。[page]
靜電屏蔽
圖5提供了靜電屏蔽的示例。接地的金屬板放在噪聲源和受害方之間，以便阻擋電場的效果。
圖5 靜電屏蔽
如圖5(b)所示，將噪聲旁路到地，降低了對噪聲受害方的影響。因此必須要有接地（連接到地線）。如果屏蔽高頻噪聲，則沒有必要接至大地。連接到外殼或電路的地線就足夠了。但接地阻抗應盡量小，以便讓噪聲電流流動順暢。
一般而言，靜電屏蔽是指對靜電電場的屏蔽。如果如圖5所示阻擋線路附近的高頻噪聲，就涉及到了電磁屏蔽的效果（稍后講述）。
屏蔽可同時應用于噪聲源側和受害方側。如果屏蔽受害方側，則連接到受影響電路的地線。
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