当前位置:首页 > > Murata村田中国
[导读]同学们,《静噪基础课程》本期继续开讲!上一章介绍的是产生电磁噪声的机制有哪些因素会使噪声问题复杂化呢?第3 章  噪声 问题复杂 化 的因素   第1章为什么需要EMI静噪滤波器第2章产生电磁噪声的机制第3章噪声问题复杂化的因素3-1.简介3-2.谐振和阻尼3-2-1.并联谐振和...

同学们,


《静噪基础课程》本期继续开讲!


上一章介绍的是


产生电磁噪声的机制


有哪些因素会使噪声问题复杂化呢?



第 3 章
噪 声 问 题 复 杂 化 的 因 素




第1章 为什么需要EMI静噪滤波器


第2章 产生电磁噪声的机制


第3章 噪声问题复杂化的因素


3-1.简介


3-2.谐振和阻尼


  • 3-2-1. 并联谐振和串联谐振


  • 3-2-2. 关于谐振电路EMC措施的问题


  • 3-2-3. 数字电路连接至谐振电路时


  • 3-2-4. 无电感器或电容器的情况下产生谐振的示例


  • 3-2-5. 电阻器及铁氧体磁珠的阻尼作用


  • 3-2-6. 数字信号的阻尼


3-3.噪声的传导和反射


3-4.源阻抗


3-5.小结


3-2谐振和阻尼



3-2-2. 并联谐振和串联谐振


‍‍‍‍‍‍‍‍‍


(1) 谐振电路放大电压




如果电路中存在意外产生的谐振,阻抗会在谐振频率处发生显著变化,导致较大的电流或电压,这会是产生噪声干扰的一个原因。例如,从外侧向图3-2-2(a)中计算的串联谐振电路输入交流信号。



图3-2-2 谐振电路的阻抗(该图表示电抗在数轴上的大小)



如图3-2-4所示,当使用输出阻抗为50Ω的信号发生器施加电压恒定(振幅0.5V)的信号时,电容器会在50MHz谐振频率处产生比输入信号高数倍的电压。


图3-2-4 谐振电路的频率特征示例(计算值)
在这种情况下,电容器或电感器上产生的电压达到输入电压与Q的乘积。如何估算Q值将在章节3-2-5中作解释。图3-2-4的的情况表明Q = 6.3。



(2) 谐振电路可能意外产生



图3-2-4中的测试电路包括一个电容器和一个电感器,其中使用的常数为数字电路中通常会产生的值。例如,数字IC的输入端子具有不同pF的浮动静电容量。线路的电感约为1uH/米。




因此,如果将约1m的电缆连接至数字IC的输入端子(将其连接至外部传感器等),就会产生此处所示的谐振电路。




如果误将导体连接至此点,就会成为噪声发射的原因之一。



(3) 在输入电压很小的情况下内部电压升高



如图3-2-2(a)所示,串联谐振电路的阻抗在谐振频率处达到较低值。因此,您可能简单地认定电压降低。但实际上电压为什么会升高呢?



图3-2-5显示了电压的分解。谐振电路入口处(电阻器和电感器的中点)处的电压确实降低到非常小的水平。但是,由于阻抗降低,电流变大了。因此,谐振电路内产生了比所施加电压更高的电压。




‍‍‍图3-2-5 谐振电路不同位置的电压(计算值)


‍‍‍


在电容器接收一定电压时,为什么谐振电路入口处的电压会消失?



此时,电感器也像电容器一样,接收了完全相同的电压。因为此电压的方向与电容器电压的方向相反,所以在谐振电路入口处几乎察觉不到任何电压。



(4) 谐振电路各点的电压完全不同



当电路发生谐振时,电路各点的电压相差很大。即使某点的电压测量值似乎表明噪声有所减弱,但整个噪声发射的测量值也可能保持不变甚至有所升高。所以需要注意这样的情况。



上面的例子是关于串联谐振电路的情形。



如果是并联谐振电路,流经电容器和电感器的电流会比输入信号的电流更高。因为这种电流也是产生噪声的原因之一,所以在并联谐振电路的情况下也需要注意。



3-2.谐振和阻尼 - 重点内容


√ 谐振可以是串联谐振或并联谐振。


√ 串联谐振使阻抗在谐振频率处降到最低值(理论上为零)。


√ 并联谐振使阻抗在谐振频率处升到超高值(理论上为无穷大)。


√ 在谐振频率处,由于电压和电流极大,容易产生噪声问题。


√ 阻尼电阻器及铁氧体磁珠可用于抑制谐振。




附:第三章参考文献及下载



  1. [1] [Japanese] 電気理論(第2版),池田哲夫,森北出版 2006


  2. [2] High-Speed Digital Design: a Handbook of Black Magic,Howard Johnson, Martin Graham,Prentice Hall PTR, 1993


  3. [3] High-Speed Signal Propagation: Advanced Black Magic,Howard Johnson, Martin Graham,Pearson Education, Inc. 2003


  4. [4] [Japanese] よくわかるプリント板実装の高速・高周波対策,井上博文,日刊工業新聞社 2009


  5. 数字IC电源静噪和去耦应用手册 (点击下载PDF: 3.5MB) ,Murata Manufacturing Co., Ltd. Catalog C39C, 2010




下课!


下节课,记得相约在静噪基础小课堂哟~




关于


村田


株式会社村田制作所是一家进行基于陶瓷的无源电子元件与解决方案、通信模块和电源模块之设计、制造与销售的全球领先企业。村田致力于开发先进的电子材料以及领先的多功能和高密度模块。公司的员工和制造基地遍布世界各地。业务咨询点这里



求分享


求点赞


求在看



本站声明: 本文章由作者或相关机构授权发布,目的在于传递更多信息,并不代表本站赞同其观点,本站亦不保证或承诺内容真实性等。需要转载请联系该专栏作者,如若文章内容侵犯您的权益,请及时联系本站删除( 邮箱:macysun@21ic.com )。
换一批
延伸阅读

在开关电源、逆变电路、电机驱动等电力电子系统中,高低侧互补开关架构应用极为广泛。电路工作时,功率开关管高速通断会产生剧烈的dv/dt、di/dt噪声,通过寄生参数耦合至弱侧驱动回路,造成驱动信号畸变、震荡、误触发,严重时...

关键字: 开关管 噪声 驱动信号

在开关电源、电机驱动、逆变工控等电力电子系统中,MOSFET、IGBT等开关管是核心功率器件,其高频通断是电能变换的基础。开关管工作时会产生剧烈的高频开关噪声,这类强电侧电磁干扰极易通过寄生电容、布线耦合、地弹反射等路径...

关键字: 开关管 噪声 驱动信号

随着电力电子设备向小型化、高密度、多通道输出方向快速发展,多路输出降压变换器被广泛应用于工业控制、新能源设备及智能终端供电系统中。移相控制技术通过错开各路开关管的导通相位,可有效降低输入电流纹波、减小输出电压波动,大幅提...

关键字: 噪声 移相控制 降压变换器

把更多样本求平均,只有在误差能被平均掉时才会增加有效分辨率。ADC过采样的真实收益取决于量化误差是否跨码变化,以及模拟噪声是否近似不相关;忽略这两个前提,位数只会在软件显示中增长。

关键字: ADC 过采样 噪声

在无线通信、高清成像等高精度电子系统中,电源质量是决定整机性能上限的核心因素。随着设备向高频化、高精度、微型化迭代,系统内部开关电源纹波、数字电路开关噪声、电磁干扰等问题愈发突出,极易干扰敏感模拟与射频信号。低压差线性稳...

关键字: 电源 无线通信 噪声

分发层一多,很多人会默认每一级只是把时钟“转送”下去。时钟缓冲器进入级联链路后,附加噪声和环路带宽的相互作用就不再是线性加法,想靠多一级去“洗干净”前一级问题,常会适得其反。

关键字: 缓冲器 时钟缓冲器 噪声

陀螺仪长期用着越来越吵、驱动功耗也慢慢抬高,很多时候不是算法老化,而是封装内部的气体条件已经变了。腔体真空一旦泄漏,阻尼路径会改写驱动和检测两端的工作点。

关键字: 陀螺仪 噪声 功耗

很多收发前端明明信号链指标都够,切换控制一动作,接收底噪就开始起伏。射频开关若把数字控制线只当普通 GPIO,控制串扰和电荷注入往往会比主通路损耗更早暴露成系统噪声问题。

关键字: 开关 射频开关 噪声

在高精度模拟电路、传感器信号采集、射频通信、精密仪器等噪声敏感型电子系统中,负电压轨是保障电路正常偏置、提升信号动态范围的核心供电单元。这类应用对电源系统有着双重严苛要求:一方面需极致压低输出噪声、抑制纹波干扰,避免微弱...

关键字: 负电压轨 噪声 瞬态

输出纹波与噪声,是电力电子变换装置直流输出侧叠加在理想直流电平上的所有交流分量的统称,是衡量直流电源输出纯净度的核心指标,直接决定了下游负载的运行稳定性与使用寿命。

关键字: 纹波 噪声
关闭