【導讀】任ren何he在zai示shi波bo器qi上shang仔zai細xi觀guan察cha過guo低di電dian平ping信xin號hao讀du數shu的de人ren都dou會hui熟shu悉xi電dian子zi電dian路lu中zhong可ke能neng出chu現xian的de噪zao聲sheng。出chu現xian的de各ge種zhong固gu有you的de噪zao聲sheng源yuan在zai低di信xin號hao電dian平ping下xia十shi分fen明ming顯xian。在zai其qi他ta以yi典dian型xing邏luo輯ji電dian平ping運yun行xing的de係xi統tong中zhong
，由you於yu電dian磁ci幹gan擾rao和he電dian路lu之zhi間jian的de耦ou合he，會hui產chan生sheng外wai在zai噪zao聲sheng。這zhe些xie噪zao聲sheng源yuan都dou需xu要yao一yi個ge特te定ding的de電dian路lu或huo策ce略lve來lai降jiang低di耦ou合he強qiang度du或huo減jian少shao噪zao聲sheng，或huo兩liang者zhe兼jian而er有you之zhi。

本文要點

●  電子產品中有許多噪聲源，可能出現在係統內部和外部。

●  噪聲耦合抑製技術在電路設計層麵和物理布線中實施，以抑製特定的噪聲源。

●  可以通過布線前和布線後仿真來評估噪聲耦合抑製技術的有效性。

任ren何he在zai示shi波bo器qi上shang仔zai細xi觀guan察cha過guo低di電dian平ping信xin號hao讀du數shu的de人ren都dou會hui熟shu悉xi電dian子zi電dian路lu中zhong可ke能neng出chu現xian的de噪zao聲sheng。出chu現xian的de各ge種zhong固gu有you的de噪zao聲sheng源yuan在zai低di信xin號hao電dian平ping下xia十shi分fen明ming顯xian。在zai其qi他ta以yi典dian型xing邏luo輯ji電dian平ping運yun行xing的de係xi統tong中zhong
，由you於yu電dian磁ci幹gan擾rao和he電dian路lu之zhi間jian的de耦ou合he，會hui產chan生sheng外wai在zai噪zao聲sheng。這zhe些xie噪zao聲sheng源yuan都dou需xu要yao一yi個ge特te定ding的de電dian路lu或huo策ce略lve來lai降jiang低di耦ou合he強qiang度du或huo減jian少shao噪zao聲sheng
，或huo兩liang者zhe兼jian而er有you之zhi。

噪聲耦合抑製技術涉及設計特定電路、使用特定的器件，或在物理布線中放置一些結構來抑製特定的噪聲源。對於 PCB 設計師來說，修改物理布線以盡量抑製各種噪聲源非常簡單。本文將介紹可以使用哪些工具來抑製係統中不同類型的噪聲。

將噪聲耦合抑製技術與噪聲源相匹配

噪(zao)聲(sheng)通(tong)常(chang)是(shi)指(zhi)出(chu)現(xian)在(zai)互(hu)連(lian)或(huo)電(dian)路(lu)中(zhong)的(de)任(ren)何(he)不(bu)需(xu)要(yao)的(de)信(xin)號(hao)，並(bing)且(qie)可(ke)以(yi)有(you)多(duo)個(ge)來(lai)源(yuan)。有(you)時(shi)
，除(chu)非(fei)掌(zhang)握(wo)必(bi)要(yao)的(de)信(xin)息(xi)，否(fou)則(ze)很(hen)難(nan)為(wei)特(te)定(ding)的(de)噪(zao)聲(sheng)確(que)定(ding)具(ju)體(ti)的(de)來(lai)源(yuan)。當(dang)在(zai)電(dian)路(lu)或(huo)互(hu)連(lian)中(zhong)檢(jian)測(ce)到(dao)噪(zao)聲(sheng)時(shi)
，最(zui)好(hao)了(le)解(jie)是(shi)哪(na)種(zhong)耦(ou)合(he)機(ji)製(zhi)帶(dai)來(lai)了(le)不(bu)必(bi)要(yao)的(de)噪(zao)聲(sheng)。

所有的電子噪聲最後都會導致在接收器上讀到不需要的信號，這意味著某種機製在受幹擾電路或互連中誘發了一些電壓/電流。噪聲通過三種可能的機製耦合：

傳導：由於噪聲源和受幹擾電路之間的直接接觸，在一個電路中產生的任何噪聲電流都可以傳導到另一個電路。

電場耦合：一般是指由於電場的存在而在電介質中感應出位移電流。在電路模型方麵，電場耦合指的是通過寄生電容耦合。

磁場耦合：變化的磁場可以通過法拉第定律在導體中誘發電流，而不需要噪聲源和受幹擾電路之間有直接接觸。

第一種被稱為傳導型 EMI，它依賴於噪聲源和受幹擾互連/電路之間的直接接觸。後兩種會將輻射型 EMI 耦合到電路中，這是指沒有傳導到受幹擾電路或互連的噪聲。

由於輻射型 EMI 可以誘發電流和電壓，一開始的輻射型 EMI 可以作為傳導型 EMI 被接收。這意味著有兩種方法來消除電子電路中的噪聲：

●  防止輻射型 EMI 以電容和電感方式誘發電路中的噪聲。

●  抑製任何傳導型 EMI

，不管它是如何在電路中產生的。

●  接下來了解一下可以抑製電子係統中這兩種類型噪聲的布線策略。

濾波電路

濾波電路是消除傳導型 EMI 的經典方法
，因為濾波器直接作用於電路中的電壓/電流。濾波器可以是寬帶的
，如低/高通濾波器，或極窄帶的
，如陷波濾波器。EMI 濾波器可以是單一器件
，如共模扼流圈，或是涉及多個器件的複雜電路。這些電路可以針對單一頻率或較寬的頻率範圍來使用。

濾波電路可以消除源自輻射型 EMI 的傳導型 EMI。通過這種方式，濾波電路抑製了來自電路 1 和電路 2 的任何噪聲耦合。

印刷屏蔽結構

這個方法聽起來略顯陌生，但它通常是指 PCB 上任何可以對輻射型 EMI 提供屏蔽的結構。這些結構的目的是改變 PCB layout 中的寄生效應
，從而阻斷電磁感應的電流。這種結構的例子包括：

●  電子帶隙結構

●  表層覆銅接地

●  額外的平麵層

●  沿著波導或天線饋線等重要互連的過孔柵欄

●  重新設計互連結構

zhezhongfangfademubiaoshiyizhidaozhiciouhehuodianouhedejishengxiaoying。yaochenggongzuodaozheyidian，xuyaocongwulibuxianzhongtiqujishengdianronghediangandemoxing。hulianzukangqujueyuzidianganhezidianrongdezhi，erjishengxiaoyingzongshihuidaozhihulianzukangyuqiwangzhiyousuopiancha。yixieewaideyinshuajiegouhuozhongxinshejihuliandejihexingzhuangyouzhuyujianshaojishengxiaoying，bingjianshaotongguofushexing EMI 耦合到互連的任何噪聲的強度。

總結

綜(zong)上(shang)所(suo)述(shu)，沒(mei)有(you)哪(na)種(zhong)特(te)定(ding)的(de)技(ji)術(shu)可(ke)以(yi)抑(yi)製(zhi)所(suo)有(you)形(xing)式(shi)的(de)噪(zao)聲(sheng)耦(ou)合(he)。在(zai)係(xi)統(tong)中(zhong)使(shi)用(yong)哪(na)種(zhong)具(ju)體(ti)的(de)噪(zao)聲(sheng)耦(ou)合(he)抑(yi)製(zhi)技(ji)術(shu)，取(qu)決(jue)於(yu)所(suo)涉(she)及(ji)的(de)特(te)定(ding)噪(zao)聲(sheng)源(yuan)和(he)電(dian)路(lu)間(jian)耦(ou)合(he)的(de)功(gong)率(lv)。我(wo)們(men)通(tong)過(guo)下(xia)列(lie)表(biao)格(ge)對(dui)上(shang)文(wen)討(tao)論(lun)的(de)噪(zao)聲(sheng)源(yuan)和(he)抑(yi)製(zhi)方(fang)法(fa)進(jin)行(xing)了(le)簡(jian)要(yao)總(zong)結(jie)。

如果有了合適的降噪技術，並準備在係統中進行驗證，最好在做原型設計之前使用仿真來對設計進行評估。傳導型 EMI 可以在電路仿真中用 SPICE 進(jin)行(xing)檢(jian)查(zha)。對(dui)於(yu)其(qi)他(ta)噪(zao)聲(sheng)源(yuan)而(er)言(yan)
，除(chu)非(fei)有(you)一(yi)個(ge)準(zhun)確(que)的(de)電(dian)路(lu)模(mo)型(xing)來(lai)描(miao)述(shu)係(xi)統(tong)，否(fou)則(ze)無(wu)法(fa)在(zai)電(dian)路(lu)層(ceng)麵(mian)上(shang)進(jin)行(xing)檢(jian)查(zha)。因(yin)為(wei)這(zhe)些(xie)其(qi)他(ta)的(de)抑(yi)製(zhi)機(ji)製(zhi)取(qu)決(jue)於(yu)精(jing)確(que)的(de)物(wu)理(li)布(bu)線(xian)
，所(suo)以(yi)需(xu)要(yao)用(yong) 3D 場求解器來全麵評估許多噪聲抑製技術的有效性。對於 PCB 設計工程師來說，最好的場求解器應用可以直接在 PCB 設計工具內使用，並能直接根據布線數據運行模型。

無論需要解決什麼噪聲源，都可以使用具有集成 3D 電磁場求解器和全套 CAD 工具的 PCB 設計和分析軟件來應用這些噪聲耦合抑製技術。Cadence 可以提供強大的軟件，自動執行係統分析中許多重要的任務，包括一係列布線前和布線後仿真功能，順利完成係統評估。

（來源： Cadence楷登PCB及封裝資源中心）

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