图2-3-6所示的信号电流形成了一个电流环路,并将此环路作为天线发射无线电波,如图2-3-11所示。我们将其称为普通模式电流发射噪声。(为简化噪声发射机制,此示例通过环形天线建模。因为现实世界中的电子设备拥有更为复杂的形状,无法仅通过一个环形天线来表示。)
图2-3-11 普通模式电流发射噪声
除图2-3-11所示的普通模式外,现实世界中的电子设备还会发出其他模式噪声。如图2-3-6所示,电流不仅会流经信号线,也会流经接地和电源线。这些电流可能导致产生更具影响力的噪声,称为共模噪声,如图2-3-12所示。这种产生共模噪声的机制将在章节5-3中进一步讲述。
图2-3-12 共模噪声的感应
共模噪声不仅会出现在接地,也会出现在电源和信号线。由于接地延伸到印刷线路板周围的所有区域,如果产生共模噪声,则电路板本身会作为天线发射噪声,或者从用作天线的连接至印刷线路板的各种电缆发出。因为用作天线的导体远远大于信号线,尽管电压很小,但却会发出很强的噪声。
图2-3-13展示了电子设备发射的概念图(包括共模噪声)。因信号电流原来的发射部分是由①的普通模式发出的。因为天线很小,噪声发射到达相对较小的区域。但是,如果电流感应到了共模噪声,整个印刷线路板②可能成为天线,或电缆③可能成为天线,导致更强的噪声发射。
共模噪声不但容易产生,而且会通过接地和电源传导,所以一旦产生了共模噪声,就难以停止噪声传播。例如,图2-3-13中的电缆连接至一个接口IC。然后共模噪声会经由此IC的电源和接地通过电缆传导。
要有效抑制噪声,防止产生共模噪声非常重要。为此,降低接地的阻抗,以便抑制共模噪声的出现(称为接地增强),或者在信号线中使用EMI静噪滤波器阻挡产生的电流。
图2-3-13 共模噪声的感应和发射