共模輻射電磁干擾噪聲抑制解析

共模輻射是由于接地電路中存在電壓降（如下圖），某些部位具有高電位的共模電壓，當(dāng)外接電纜與這些部位連接時(shí)，就會(huì)在共模電壓激勵(lì)下產(chǎn)生共模電流，成為輻射電場(chǎng)的天線。這多數(shù)是由于接地系統(tǒng)中存在電壓降所造成的。共模輻射通常決定了產(chǎn)品的輻射性能。

1、共模輻射場(chǎng)

共模輻射主要從電纜上輻射，可用對(duì)地電壓激勵(lì)的、長度小于1/4波長的短單極天線來模擬，理想天線上的電流是均勻的，實(shí)際天線頂端電流趨于0。實(shí)際電纜由于另一端接有一臺(tái)設(shè)備，相當(dāng)于一個(gè)容性負(fù)載的天線，即天線的端點(diǎn)接有一塊金屬板，這時(shí)天線上流過均勻電流。設(shè)天線指向?yàn)樽畲髨?chǎng)強(qiáng)，則得到最大場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算公式為：

式中，f是信號(hào)頻率，ICM是電路中的共模電流，L為輻射電路導(dǎo)線長度，r為測(cè)試距離。從式中可以看到，共模輻射與電纜的長度L、共模電流的頻率f和共模電流強(qiáng)度ICM成正比，與測(cè)試距離r成反比。共模輻射模型等效電路如下圖所示， 其中，uCM為共模輻射電壓，ICM為共模輻射電流，ZCM為線路等效阻抗。

2、減小共模輻射的方法

共模輻射與共模電流的頻率f、共模電流ICM及天線（電纜）長度L成正比。因此，減小共模輻射應(yīng)分別降低頻率f，減小電流ICM，較小長度L，而限制共模流是減小共模輻射的基本方法。為此，需要做到以下幾點(diǎn)。

(1)盡量減小激勵(lì)此天線的源電壓，即地電位；

如下圖措施中采用接地平面就能有效地減小接地系統(tǒng)中的地電位。

(2)提供與電纜串聯(lián)的髙共模阻抗，即增加共模扼流圈；

將兩根導(dǎo)線同方向繞制在鐵氧體磁環(huán)上就構(gòu)成了共模扼流圈，直流和低頻時(shí)差模電流可以通過，但對(duì)于高頻共模電流則呈現(xiàn)很大阻抗，由共模輻射模型等效電路可知，ZCm增大導(dǎo)致共模輻射電流ICM減小，從而共模輻射場(chǎng)強(qiáng)被抑制。

(3)將共模電流旁路到地；

為了將共模電流旁路到地，可以在靠近連接器處，把印刷電路板的接地平面分割出一塊，作為“無噪聲”的輸入/輸出地，為了避免輸入/輸出地受到污染，只允許輸入/輸出線的去耦電容和外部電纜的屏蔽層與“無噪聲”地相連，去耦環(huán)路的電感應(yīng)盡可能小。這樣，輸入/輸出線所攜帶的印刷電路板的共模電流就被去耦電容旁路到地，外部干擾在還未到達(dá)元器件區(qū)域時(shí)也被去耦電容旁路到地，從而保護(hù)了內(nèi)部元器件的正常工作。

(4)減小電纜的長度；

(5)電纜屏蔽層與屏蔽殼體作360°端接；