電磁感應

(1) 磁場傳輸噪聲

通常電流流過導線會在導線周圍形成磁場。如圖6所示這個磁場會影響周圍電路的現象稱為電磁感應。從電路的角度看，可以認為感應電壓由於如圖6(b)所示兩個電路間的互感係數M而出現在受影響的電路內。圖中與M相連的線圈指的是電路導線等形成的電流環路電感，並不代表特定的元件。

類似於靜電感應的情形

，當噪聲源電流In變大和互感係數M變大時，電磁感應引起的噪聲電壓V2升高。另外當噪聲源和受害方之間的距離縮短且電流的並聯部分變大時，互感係數M也會變大。

(2) 電流環路引起問題

衡量互感係數M的大小時需要考慮整個電流環路。例如
，對於上述浮動靜電容量示例中采用的細線（間隙10mm，並聯長度100mm
，直徑1mm）
，隻有相關部分的互感大約為40nH。

但電流始終需要返回的線路（地線等）。例如這個返回的線路采用較長的路徑
，如果兩條線路距離下方的地麵100mm，則互感增至約100nH。（因為這個估算未包括線路兩端的電路，所以在考慮兩端的電路後可能數值會更高）相比之下，例如返回的線路采用最短的路徑，如果線路距離下方的地麵1mm，則互感降低到約為0.5nH。如ru上shang所suo述shu，互hu感gan值zhi會hui因yin電dian流liu返fan回hui線xian路lu的de布bu設she方fang式shi而er有you所suo差cha異yi。若ruo要yao降jiang低di互hu感gan，需xu要yao減jian少shao線xian路lu兩liang端duan的de電dian路lu以yi及ji地di麵mian形xing成cheng的de電dian流liu環huan路lu總zong麵mian積ji。

(3) 如何降低電磁感應
為了降低電磁感應，通常會采用以下措施:
(i)增加距離（降低互感）。
(ii)縮小線路等的電流環路麵積。
電流環路應彼此垂直（降低互感）
(iii)設置電磁屏蔽（用金屬板蓋住噪聲源或受害方）。
(iv)降低噪聲源的電流。
(v)將EMI靜噪濾波器連接到接收器（旁通電容器
，鐵氧體磁珠等）
如上所列之一，下一節將講述電磁屏蔽。

電磁屏蔽

(1) 無需使用磁體就可以屏蔽磁場
電磁屏蔽的示例如圖7所suo示shi。將jiang一yi個ge金jin屬shu板ban放fang在zai噪zao聲sheng源yuan和he受shou害hai方fang之zhi間jian，以yi便bian切qie斷duan穿chuan過guo此ci金jin屬shu板ban的de磁ci通tong量liang。因yin為wei切qie斷duan磁ci通tong量liang的de這zhe種zhong效xiao果guo主zhu要yao是shi通tong過guo流liu經jing金jin屬shu板ban的de渦wo電dian流liu實shi現xian的de，所suo以yi金jin屬shu板ban不bu需xu要yao是shi磁ci體ti，但dan一yi定ding要yao流liu過guo電dian流liu。換huan言yan之zhi，如ru果guo金jin屬shu板ban內nei存cun在zai間jian隙xi
，屏ping蔽bi效xiao果guo會hui明ming顯xian變bian差cha。
另外還要注意的是直流電流或低頻波引起的磁場無法用電磁屏蔽來阻擋。這種情況需要使用磁屏蔽，後文將會講述這點。
(2) 大多數情況需接地
原則上如圖7(b)的電路所示，電磁屏蔽不需要接地。但如果屏蔽了一條電纜，電纜的兩端就應該接地。這是因為將屏蔽內表麵用作電流的返回線 路lu，可ke以yi達da到dao最zui小xiao化hua電dian流liu環huan路lu麵mian積ji的de效xiao果guo。例li如ru
，一yi種zhong理li想xiang的de屏ping蔽bi電dian纜lan是shi同tong軸zhou電dian纜lan
，這zhe種zhong電dian纜lan將jiang外wai導dao體ti用yong作zuo信xin號hao電dian流liu的de返fan回hui線xian路lu。這zhe就jiu使shi得de外wai部bu磁ci場chang的de電dian流liu環huan路lu麵mian積ji 幾乎等於零。[page]
在(zai)多(duo)數(shu)靜(jing)噪(zao)對(dui)策(ce)中(zhong)，會(hui)同(tong)時(shi)涉(she)及(ji)電(dian)磁(ci)感(gan)應(ying)和(he)靜(jing)電(dian)感(gan)應(ying)。因(yin)此(ci)如(ru)果(guo)用(yong)於(yu)電(dian)磁(ci)屏(ping)蔽(bi)的(de)金(jin)屬(shu)板(ban)接(jie)地(di)，同(tong)時(shi)也(ye)可(ke)以(yi)用(yong)作(zuo)靜(jing)電(dian)屏(ping)蔽(bi)。所(suo)以(yi)許(xu)多(duo)情(qing)形(xing)中(zhong)也(ye)會(hui)將(jiang)電(dian)磁(ci)屏(ping)蔽(bi)接(jie)地(di)。


無線電波的發射和接收

(1) 距離增加時無線電波傳輸噪聲
除了靜電感應和電磁感應外，空間噪聲傳導還可能出現在轉換為無線電波後，如圖4-2-7所示無線電波在空間傳播並幹擾其他電路。
靜jing電dian感gan應ying和he電dian磁ci感gan應ying是shi出chu現xian在zai較jiao近jin距ju離li內nei的de現xian象xiang，感gan應ying降jiang低di的de效xiao果guo與yu距ju離li的de平ping方fang或huo立li方fang成cheng反fan比bi。所suo以yi可ke以yi將jiang電dian路lu彼bi此ci分fen隔ge開kai。盡jin管guan經jing無wu線xian電dian波bo的de幹gan擾rao會hui隨sui著zhe距ju離li而er降jiang低di
，但dan降jiang低di的de程cheng度du並bing不bu大da，所suo以yi噪zao聲sheng可ke傳chuan播bo的de距ju離li相xiang對dui較jiao遠yuan。
因此可以說近距離內的空間傳導主要是由電場或磁場的感應造成的，而遠距離內的空間傳導主要是由無線電波的感應造成的。

(2) 近場和遠場
這zhe些xie現xian象xiang是shi發fa射she噪zao聲sheng的de天tian線xian周zhou圍wei的de電dian磁ci場chang結jie構gou所suo引yin起qi的de。相xiang對dui靠kao近jin天tian線xian的de區qu域yu稱cheng為wei近jin場chang
，相xiang對dui遠yuan離li天tian線xian的de區qu域yu稱cheng為wei遠yuan場chang。大da致zhi而er言yan，如ru圖tu8所示轉換的距離大約為到噪聲源的λ/2π。
轉換距離與頻率成反比。盡管10HMz的距離最遠達到5m，但100MHz大約為50cm
，1GHz大約為5cm。如果在常規的電子設備內部

，就需要考慮1GHz以上頻率範圍（手機和無線局域網等使用的頻率範圍）內無線電波引起的感應。

(3) 波阻抗
在空中以無線電波傳輸的噪聲的其中一個特征是電場與磁場的比例是恒定的（377歐姆）。電場與磁場的這個比率稱為波阻抗。對於近場而言

，電場或磁場 會hui有you一yi個ge強qiang度du較jiao高gao，這zhe可ke能neng會hui形xing成cheng熱re點dian，使shi得de波bo阻zu抗kang很hen高gao或huo很hen低di。屏ping蔽bi效xiao果guo會hui因yin此ci受shou到dao影ying響xiang。由you於yu遠yuan場chang的de波bo阻zu抗kang是shi恒heng定ding的de，所suo以yi屏ping蔽bi效xiao果guo穩wen定ding。

(4) 天線
fasonghejieshouwuxiandianbodedianluchengweitianxian。yaoshixianzaoshengyizhi，jiuxuyaozhizaoyigejinliangbufasheyebujieshoudianbodedianlu。zheyiweizheshejidedianlubuyinggaixingchengyouxiaodetianxian。jinchang


，yuanchanghetianxianjiangzaihouwendulidezhangjieneijinyibujiangshu。

(5) 將電磁屏蔽用於屏蔽
如上所述
，使用電磁屏蔽來屏蔽無線電波。這意味著電磁屏蔽會同時阻擋高頻磁場和電場。電磁屏蔽的效果將在獨立的章節內講述。


[page]磁屏蔽

電磁屏蔽對包括直流磁場交流電源等超低頻磁場沒有任何效果。這種情況下

，可采用磁屏蔽。磁屏蔽會如圖9所(suo)示(shi)用(yong)磁(ci)體(ti)包(bao)圍(wei)目(mu)標(biao)對(dui)象(xiang)，將(jiang)磁(ci)力(li)線(xian)旁(pang)路(lu)引(yin)至(zhi)磁(ci)體(ti)內(nei)，從(cong)而(er)降(jiang)低(di)了(le)目(mu)標(biao)對(dui)象(xiang)周(zhou)圍(wei)的(de)磁(ci)場(chang)。為(wei)了(le)改(gai)善(shan)旁(pang)路(lu)效(xiao)果(guo)，需(xu)要(yao)使(shi)用(yong)導(dao)磁(ci)率(lv)較(jiao)大(da)的(de)更(geng)厚(hou)材(cai)料(liao)。


如何讓屏蔽更輕

(1) 難以製造完美的屏蔽
為了完全阻擋空間傳導（目標不低於40 dB），如圖10所示需要用屏蔽材料覆蓋住目標對象的所有外圍。但屏蔽的部件大，重量和成本就是問題。


如圖4和圖6所示，即使隻是在中間放置屏蔽板或是在極端的情況下，將地線敷設到有問題的線路兩端（稱為防護線），也具有一定程度的屏蔽效果。但這種不完整的屏蔽預期隻能達到最高約10dB的效果。

(2) 消除導體傳導區域內的噪聲
電路需要一根天線來發射和接收噪聲。如果可以在這根天線和電路之間插入EMI靜噪濾波器來消除噪聲，就可以消除噪聲導體傳導區域內的噪聲
，因此不需要屏蔽。


盡管通常將采用電容器和線圈的低通濾波器用作EMI靜噪濾波器，但各元件對噪聲抑製的優勢會因噪聲感應機製而有所差異。

[page](3) 靜電感應濾波器
例如
，如圖12所示的靜電感應，假定由於調和噪聲的浮動靜電容量CS的靜電容量較小，而使得電路阻抗非常高。這種情況下，旁路電容器要比鐵氧體磁珠等阻抗元件更有優勢。


(4) 電磁感應濾波器
對於如圖13所(suo)示(shi)的(de)電(dian)磁(ci)感(gan)應(ying)，重(zhong)點(dian)是(shi)降(jiang)低(di)噪(zao)聲(sheng)源(yuan)側(ce)的(de)電(dian)流(liu)以(yi)及(ji)噪(zao)聲(sheng)接(jie)收(shou)器(qi)側(ce)的(de)電(dian)壓(ya)。阻(zu)抗(kang)元(yuan)件(jian)對(dui)降(jiang)低(di)電(dian)流(liu)有(you)優(you)勢(shi)，而(er)旁(pang)路(lu)電(dian)容(rong)器(qi)則(ze)有(you)利(li)於(yu)降(jiang)低(di)電(dian)壓(ya)。
上述闡釋隻是定性分析，阻抗的水平會因頻率而異。但在考慮噪聲感應機製的情形下選擇電路
，可以有效實施噪聲抑製。