3-2-2 关于谐振电路EMC措施的问题
(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。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。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。

Example of frequency characteristics of resonant circuit (calculated value)

图3-2-4 谐振电路的频率特征示例(计算值)

(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。

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。

Voltage of different parts of resonant circuit (calculated value)

图3-2-5 谐振电路不同位置的电压(计算值)


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