(1) 噪声流动变得可见
当使用电容器或电感器时,电流如何实现旁路或扼流?图6和图7显示使用第3章中介绍的近场磁测量系统来测量使用滤波器之前和之后的电流分布的结果。
图6 近磁场测量条件
(2) 观察沿信号线流动的噪声
图6显示测量条件。此处使用与3-3-4中用于测量电流驻波相同的测量系统。如图6 (b) 所示,在300mm×100mm的电路基板的中央,水平地布置一根信号线。电路板的下侧以及除了信号线之外的整个表面区域接地。从该信号线的左侧,当输入33MHz数字信号并且电流分布时,使用探针测量近磁场。数字IC连接到信号线的末端。
以这种方式接地,信号线可能被认为是被称为MSL的传输线路。信号线的宽度经过调整,因而特性阻抗为50Ω。
使用从商店购买的测量仪器 (被称为EMI测试器) 测量近磁场。在图中,测量面积为290m×30mm,测量间距为5mm,观察到的频率为99MHz。99MHz是33MHz数字信号的第三次谐波。
(3) 无滤波器时的噪声分布
当旁路电容器及电感器安装在信号线的中心位置 (距离信号输入150mm) 时,观察到电流分布的变化。测量结果如图7所示。
图7 (a) 与3-3-8中图19 (a) 所示的数据相同,但没有过滤器。在图中,噪声从左边进入,并且当其流向右边缘的端子数字IC时,信号逐渐变弱。这是因为在右边缘的数字IC处,由于输入阻抗高而电流低,形成了电流驻波,并且在相关观察范围中观察到驻波的大致半个周期。
(4) 用电容器旁路时的噪声观察
图7 (b) 显示使用电容器时的情况。信号线和地线之间使用1000pF MLCC。
测量结果表明,中心滤波器的左侧电流较强,右侧电流较弱。这可以解释为表明从左侧进入的噪声被电容器旁路,并且被阻止输出到右侧。
以这种方式使用电容器会使噪声被强烈反射回噪声源,因此噪声源和电容器之间的电流更强。因此,使用滤波器尽可能接近噪声源,确保来自线路的该部分的噪声不被发射。
(5) 用电感器扼流噪声电流
图7 (c) 显示使用电感器时的情况。铁氧体磁珠 (470Ω@ 100MHz) 平行于信号线插入。
测量结果表明,中心滤波器的左右 (两侧) 电流较弱。这可以解释为表明用电感器扼流电流的效果甚至延伸到噪声源。
电感器也削弱了噪声源侧的电流。因此,在噪声源附近没有空间却不得不安装一个部件以抑制线路噪声的应用中,它们变得非常有价值。然而,其阻挡噪声的能力通常不如电容器。
图7 近磁场结果