共模輻射電磁干擾噪聲抑制

共模輻射是由于接地電路中存在電壓降（如下圖），某些部位具有高電位的共模電壓，當外接電纜與這些部位連接時(shí)，就會(huì )在共模電壓激勵下產(chǎn)生共模電流，成為輻射電場(chǎng)的天線(xiàn)。這多數是由于接地系統中存在電壓降所造成的。共模輻射通常決定了產(chǎn)品的輻射性能。

1、共模輻射場(chǎng)

共模輻射主要從電纜上輻射，可用對地電壓激勵的、長(cháng)度小于1/4波長(cháng)的短單極天線(xiàn)來(lái)模擬，理想天線(xiàn)上的電流是均勻的，實(shí)際天線(xiàn)頂端電流趨于0。實(shí)際電纜由于另一端接有一臺設備，相當于一個(gè)容性負載的天線(xiàn)，即天線(xiàn)的端點(diǎn)接有一塊金屬板，這時(shí)天線(xiàn)上流過(guò)均勻電流。設天線(xiàn)指向為最大場(chǎng)強，則得到最大場(chǎng)強計算公式為：

式中，f是信號頻率，ICM是電路中的共模電流，L為輻射電路導線(xiàn)長(cháng)度，r為測試距離。從式中可以看到，共模輻射與電纜的長(cháng)度L、共模電流的頻率f和共模電流強度ICM成正比，與測試距離r成反比。共模輻射模型等效電路如下圖所示， 其中，uCM為共模輻射電壓，ICM為共模輻射電流，ZCM為線(xiàn)路等效阻抗。

2、減小共模輻射的方法

共模輻射與共模電流的頻率f、共模電流ICM及天線(xiàn)（電纜）長(cháng)度L成正比。因此，減小共模輻射應分別降低頻率f，減小電流ICM，較小長(cháng)度L，而限制共模流是減小共模輻射的基本方法。為此，需要做到以下幾點(diǎn)。

(1)盡量減小激勵此天線(xiàn)的源電壓，即地電位；

如下圖措施中采用接地平面就能有效地減小接地系統中的地電位。

(2)提供與電纜串聯(lián)的髙共模阻抗，即增加共模扼流圈；

將兩根導線(xiàn)同方向繞制在鐵氧體磁環(huán)上就構成了共模扼流圈，直流和低頻時(shí)差模電流可以通過(guò)，但對于高頻共模電流則呈現很大阻抗，由共模輻射模型等效電路可知，ZCm增大導致共模輻射電流ICM減小，從而共模輻射場(chǎng)強被抑制。

(3)將共模電流旁路到地；

為了將共模電流旁路到地，可以在靠近連接器處，把印刷電路板的接地平面分割出一塊，作為“無(wú)噪聲”的輸入/輸出地，為了避免輸入/輸出地受到污染，只允許輸入/輸出線(xiàn)的去耦電容和外部電纜的屏蔽層與“無(wú)噪聲”地相連，去耦環(huán)路的電感應盡可能小。這樣，輸入/輸出線(xiàn)所攜帶的印刷電路板的共模電流就被去耦電容旁路到地，外部干擾在還未到達元器件區域時(shí)也被去耦電容旁路到地，從而保護了內部元器件的正常工作。

(4)減小電纜的長(cháng)度；

(5)電纜屏蔽層與屏蔽殼體作360°端接；

本文部分摘自：《電磁兼容機理分析方法與應對策略》