如上所述,传输信号的电流本身可能是数字电路中噪声的起因之一。图2-3-14提供的测量示例展示了20 MHz时钟信号转变为噪声的过程。
尽管数字信号的电压波形是一种简单的矩形波(如图2-3-14(a)所示),但却可以分解为分散在很宽频率范围中的频谱(如图2-3-14(b)所示)。这些成分被称为谐波。当谐波中某部分能量被释放时,就会产生如图2-3-14(c)所示的噪声,进而导致噪声干扰。
如章节2.1所述,噪声需要传输路径和天线才能发射。在使用数字电路的电子设备中,连接各IC、印刷线路板、电缆和金属壳体等的线路可以用作传输路径和天线。一般而言,频率越高,就越容易被发射为无线电波。因此,图2-3-14(c)(测量发出的噪声)中的谐波噪声(几百MHz或更高)可能比图2-3-14(b)(直接测量信号)中的谐波噪声看起来更明显。
要有效抑制噪声,了解原信号中包含的谐波(图2-3-14(b)中所示)的本质非常重要。下一章节将讲述谐波的本质。
图2-3-14 数字信号转变为噪声的过程
2-3. 数字电路产生的噪声 - 重点:
运行数字电路的电流包括谐波,其本身可作为一个噪声源。
噪声电流不仅会流经信号线,还会流经电源和接地,造成共模噪声。
噪声不仅可以通过信号线发射,而且可以通过用作天线的印刷线路板和电缆等各部分发射。
数字电路发出的噪声为运行频率的整数倍。这就是谐波。