噪聲抑製和如何使用頻譜和濾波器——第一講
發布時間:2014-07-03 責任編輯:willwoyo
【導讀】在(zai)電(dian)路(lu)的(de)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)過(guo)程(cheng)中(zhong),都(dou)會(hui)產(chan)生(sheng)電(dian)磁(ci)噪(zao)聲(sheng)幹(gan)擾(rao)。如(ru)何(he)讓(rang)這(zhe)種(zhong)幹(gan)擾(rao)降(jiang)低(di)到(dao)最(zui)小(xiao),使(shi)電(dian)路(lu)能(neng)夠(gou)更(geng)加(jia)正(zheng)常(chang)的(de)運(yun)行(xing)工(gong)作(zuo)。本(ben)文(wen)第(di)一(yi)講(jiang)主(zhu)要(yao)講(jiang)述(shu)了(le)噪(zao)聲(sheng)的(de)抑(yi)製(zhi),噪(zao)聲(sheng)的(de)幹(gan)擾(rao)原(yuan)理(li),屏(ping)蔽(bi);第二講則講述了如何使用頻譜和濾波器。
噪聲抑製
三種因素(噪聲源、噪聲受體和傳輸路徑)如圖1的原理圖所示存在時,會產生噪聲幹擾。如果可以消除其中一個因素,就可以消除噪聲幹擾。
因此,可以在噪聲源側或噪聲受體側采取措施。例如,如果未使用數字電路、開關電源或發射器(例如白熾燈),電子設備產生的噪聲會非常小。另一個例子是在噪聲受體一側於軟件中設置冗餘處理。
yinci,jishixinxishaoyougaibian,yekeyihuifuxinhao。zhexiecuoshikeyizuoweijibenjiejuefangan。danxuduozhexieqingxinghuizaochengjiaodadecijixiaoying,birumingxianjiangdidianzishebeidexingnenghuozengjiaqichicun,congershizhexiecuoshibuqieshiji。

圖1 噪聲幹擾的原理
通常,噪聲會如圖2所示排除在傳輸路徑之外。存在兩種噪聲傳導(空間傳導和導體傳導)。如圖所示,空間傳導由屏蔽進行處理,而導體傳導由濾波器進行處理。
如圖1所suo示shi,空kong間jian傳chuan導dao和he導dao體ti傳chuan導dao傾qing向xiang於yu通tong過guo用yong作zuo天tian線xian的de導dao線xian進jin行xing相xiang互hu轉zhuan化hua。因yin此ci,即ji使shi導dao體ti傳chuan導dao隻zhi是shi一yi個ge位wei置zhi的de問wen題ti,但dan不bu能neng完wan全quan忽hu略lve空kong間jian傳chuan導dao的de可ke能neng性xing。

圖2 噪聲抑製的措施
[page]屏蔽
屏蔽指的是通過用如圖3所示的金屬板或其他保護裝置封閉目標物體,把周圍的電磁場排除在外。
盡管屏蔽的效果通常取決於所用材料的傳導性、導dao磁ci率lv和he厚hou度du,但dan用yong鋁lv箔bo等deng極ji薄bo的de金jin屬shu板ban會hui令ling常chang規gui電dian子zi設she備bei的de噪zao聲sheng抑yi製zhi更geng有you效xiao果guo。您nin必bi須xu意yi識shi到dao電dian子zi設she備bei的de噪zao聲sheng抑yi製zhi效xiao果guo會hui因yin形xing成cheng外wai殼ke的de連lian接jie方fang法fa(間隙、接觸阻抗等)而異,而與材料規格無關。
在散熱所用的屏蔽罩上製作開口時,限製每個開口的最大尺寸比限製開口的總麵積更加重要。如圖4所示,如果存在細長的開口或狹縫,這個部分可以起到狹 縫天線的作用(特別是圖中的長度l 超過了波長1/2時的高頻範圍),且無線電波可以進出屏蔽罩。為了避免這樣,應保持每個開口較小。由此看來,帶許多小孔的板材(例如衝孔的金屬和延展的金 屬)是很好的材料,既有利於通風,又有利於屏蔽。

圖3 屏蔽

圖4 相同區域內三個不同開口形狀產生不同屏蔽效果示例
(假設高頻噪聲受電磁屏蔽限製。某些情況下(例如電磁屏蔽等),這個順序可能不適用。)
[page]濾波器
濾波器指的是一個元件或功能,在導體中流動的電流內,可以讓必需的成分通過,而消除不想要的成分。盡管噪聲分流到了圖6所示的接地,但噪聲能量會被這些元件內部吸收,或返回到噪聲源(增加阻抗)。

圖5濾波器

圖6 濾波器工作方式
因為噪聲往往分布在如圖7所示的相對較高的頻率範圍內,所以電子設備的噪聲抑製通常使用低通濾波器來消除高頻成分。可以把電感器(線圈)、電 阻和電容等通用元件用作低通濾波器。但是為了完全隔離噪聲,可以使用EMI靜噪濾波器等專用的元件。
除了這些利用噪聲不均勻頻率分布的濾波器以外,還有些濾波器是利用壓差(變阻器等)或利用傳導模式差異(共模扼流線圈等)。
除了這些濾波器,變壓器、光纜或光隔離器均可用作一種濾波器。盡管某些情況下這些元件可以獲得優異的降噪效果,但適用的情形很有限。

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