4-2-4 电磁感应

(1) 磁场传输噪声

通常电流流过导线会在导线周围形成磁场。如图4-2-5所示这个磁场会影响周围电路的现象称为电磁感应。从电路的角度看,可以认为感应电压由于如图4-2-5(b)所示两个电路间的互感系数M而出现在受影响的电路内。图中与M相连的线圈指的是电路导线等形成的电流环路电感,并不代表特定的元件。

类似于静电感应的情形,当噪声源电流In变大和互感系数M变大时,电磁感应引起的噪声电压V2升高。另外当噪声源和受害方之间的距离缩短且电流的并联部分变大时,互感系数M也会变大。

(2) 电流环路引起问题

衡量互感系数M的大小时需要考虑整个电流环路。例如,对于上述浮动静电容量示例中采用的细线(间隙10mm,并联长度100mm,直径1mm),只有相关部分的互感大约为40nH。

但电流始终需要返回的线路(地线等)。例如这个返回的线路采用较长的路径,如果两条线路距离下方的地面100mm,则互感增至约100nH。(因为这个估算未包括线路两端的电路,所以在考虑两端的电路后可能数值会更高)

相比之下,例如返回的线路采用最短的路径,如果线路距离下方的地面1mm,则互感降低到约为0.5nH。

如上所述,互感值会因电流返回线路的布设方式而有所差异。若要降低互感,需要减少线路两端的电路以及地面形成的电流环路总面积。

Electromagnetic induction

图4-2-5 电磁感应

(3) 如何降低电磁感应

为了降低电磁感应,通常会采用以下措施:

  1. (i) 增加距离(降低互感)。

  2. (ii) 缩小线路等的电流环路面积。电流环路应彼此垂直(降低互感)

  3. (iii) 设置电磁屏蔽(用金属板盖住噪声源或受害方)。

  4. (iv) 降低噪声源的电流。

  5. (v) 将EMI静噪滤波器连接到接收器(旁通电容器,铁氧体磁珠等)

如上所列之一,下一节将讲述电磁屏蔽。


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