村田噪声抑制基础教程

村田噪声抑制基础教程
第一章需要EMI 静噪滤波器的原因.................................................................................................................... 5
1-1. 简介...........................................................................................................................................................5
1-2. 什么是电磁噪声干扰？.......................................................................................................................... 5
1-2-1. 电磁噪声分类...........................................................................................................................................................8
1-2-2. 噪声问题因电子设备密集而出现变化...................................................................................................................8
1-2-3. “系统内EMC”, 电子设备自体中毒.........................................................................................................................9
1-3. 噪声抑制................................................................................................................................................ 10
1-3-1. 屏蔽.........................................................................................................................................................................11
1-3-2. 滤波器.....................................................................................................................................................................12
1-4. 如何使用屏蔽和滤波器........................................................................................................................ 13
1-4-1. 在某一点使用屏蔽和滤波器.................................................................................................................................13
1-4-2. 滤波器和接地.........................................................................................................................................................15
1-4-3. 屏蔽和接地.............................................................................................................................................................16
1-4-4. 接地加强.................................................................................................................................................................17
1-4-5. 滤波器和接地.........................................................................................................................................................18
第1 章的重点内容.........................................................................................................................................19
第二章产生电磁噪声的机制...............................................................................................................................20
2-1. 简介.........................................................................................................................................................20
2-2. 噪声源.....................................................................................................................................................21
2-2-1. 信号成为噪声源或受害方时.................................................................................................................................21
2-2-2. 电源成为噪声源时.................................................................................................................................................23
2-2-3. 浪涌产生的噪声.....................................................................................................................................................25
2-3. 数字电路产生的噪声............................................................................................................................ 28
2-3-1. 信号频率和噪声之间的关系.................................................................................................................................29
2-3-2. 数字电路为什么会产生噪声.................................................................................................................................30
2-3-3. 短路电流.................................................................................................................................................................32
2-3-4. 去耦电容器.............................................................................................................................................................33
2-3-5. 共模噪声的感应.....................................................................................................................................................34
2-3-6. 信号中的谐波.........................................................................................................................................................35
2-4. 数字信号中的谐波................................................................................................................................ 36
2-4-1. 谐波的本质（就噪声而言）.................................................................................................................................36
2-4-2. 谐波的复合波形.....................................................................................................................................................37
2-4-3. 谐波频率的趋势.....................................................................................................................................................39
2-4-4. 信号上升时间的影响.............................................................................................................................................41
2-4-5. 波形占空比对谐波的影响(1) 改变10MHz 时钟脉冲信号的占空比.................................................................43
2-4-6. 电压谐波和电流谐波.............................................................................................................................................43
2-4-7. 谐振产生的脉冲波形变化的影响.........................................................................................................................45
2-4-8. 通过EMI 静噪滤波器消除谐波............................................................................................................................ 48
2-5. 第2 章小结............................................................................................................................................ 49
第三章噪声问题复杂化的因素...........................................................................................................................51
3-1. 简介.........................................................................................................................................................51
3-2. 谐振和阻尼............................................................................................................................................ 52
3-2-1. 并联谐振和串联谐振.............................................................................................................................................52
3-2-2. 关于谐振电路EMC 措施的问题........................................................................................................................... 53
3-2-3. 数字电路连接至谐振电路时.................................................................................................................................55
3-2-4. 无电感器或电容器的情况下产生谐振的示例.....................................................................................................57
3-2-5. 电阻器及铁氧体磁珠的阻尼作用.........................................................................................................................58
3-2-6. 数字信号的阻尼.....................................................................................................................................................59
3-3. 噪声传导和反射.................................................................................................................................... 60
3-3-1. 数字信号对脉冲波形的影响.................................................................................................................................60
3-3-2. 特性阻抗和反射.....................................................................................................................................................62
3-3-3. 数字电路阻抗匹配.................................................................................................................................................64
3-3-4. 驻波.........................................................................................................................................................................65
3-3-5. 阻抗因传输线路而变化.........................................................................................................................................68
3-3-6. 多重反射导致的谐振.............................................................................................................................................69
3-3-7. 数字信号的终止.....................................................................................................................................................71
3-3-8. 对EMC 措施的影响............................................................................................................................................... 72
3-3-9. 如何防止噪声传导.................................................................................................................................................76
3-3-10. S 参数.....................................................................................................................................................................77
3-4. 源阻抗.....................................................................................................................................................78
3-4-1. 电源电压波动.........................................................................................................................................................79
3-4-2. 去耦电容器.............................................................................................................................................................82
3-4-3. 环路阻抗.................................................................................................................................................................84
3-4-4. 如何尽量降低环路阻抗.........................................................................................................................................87
3-4-5. 源阻抗和噪声抑制之间的不同.............................................................................................................................88
3-4-6. 在噪声路径上采取噪声措施.................................................................................................................................88
3-4-7. 噪声路径未知时怎么办.........................................................................................................................................90
3-5. 第3 章小结............................................................................................................................................ 90
第四章空间传导及其应对措施...........................................................................................................................92
4-1. 简介.........................................................................................................................................................92
4-2. 空间噪声传导及其应对措施................................................................................................................ 93
4-2-1. 空间噪声传导模型和屏蔽.....................................................................................................................................93
4-2-2. 静电感应.................................................................................................................................................................94
4-2-3. 静电屏蔽.................................................................................................................................................................94
4-2-4. 电磁感应.................................................................................................................................................................95
4-2-5. 电磁屏蔽.................................................................................................................................................................96
4-2-6. 无线电波的发射和接收.........................................................................................................................................97
4-2-7. 磁屏蔽.....................................................................................................................................................................98
4-2-8. 如何让屏蔽更轻.....................................................................................................................................................98
4-3. 噪声天线.............................................................................................................................................. 100
4-3-1. 两种基本天线...................................................................................................................................................... 101
4-3-2. 天线的本质.......................................................................................................................................................... 102
4-3-3. 偶极子天线.......................................................................................................................................................... 103
4-3-4. 输入阻抗.............................................................................................................................................................. 106
4-3-5. 辐射电阻.............................................................................................................................................................. 106
4-3-6. 阻抗匹配.............................................................................................................................................................. 107
4-3-7. 匹配的电路.......................................................................................................................................................... 108
4-3-8. 发射模式.............................................................................................................................................................. 108
4-3-10. 环形天线............................................................................................................................................................ 110
4-3-11. 环形天线的谐振频率........................................................................................................................................ 111
4-3-12. 环形天线周围的电磁场.................................................................................................................................... 111
4-3-13. 环形天线的理论特性........................................................................................................................................ 112
4-3-14. 近场和远场........................................................................................................................................................ 113
4-3-15. 波阻抗................................................................................................................................................................ 114
4-3-16. 设计发射低噪声的电子设备............................................................................................................................ 114
4-4. 噪声屏蔽.............................................................................................................................................. 117
4-4-1. 屏蔽结构.............................................................................................................................................................. 117
4-4-2. 屏蔽特性.............................................................................................................................................................. 118
4-4-3. 低频磁场的屏蔽.................................................................................................................................................. 120
4-4-4. 连接屏蔽罩.......................................................................................................................................................... 121
4-4-5. 连接屏蔽电缆...................................................................................................................................................... 122
4-4-6. 不合适的屏蔽示例.............................................................................................................................................. 124
4-5. 第4 章小结..............................................................................................................................................................125