静噪教程系列之噪声问题复杂化的因素(一)
电容器一样,接收了完全相同的电压。因为此电压的方向与电容器电压的方向相反,所以在谐振电路入口处几乎察觉不到任何电压。
(4) 谐振电路各点的电压完全不同
当电路发生谐振时,电路各点的电压相差很大。即使某点的电压测量值似乎表明噪声有所减弱,但整个噪声发射的测量值也可能保持不变甚至有所升高。所以需要注意这样的情况。
上面的例子是关于串联谐振电路的情形。如果是并联谐振电路,流经电容器和电感器的电流会比输入信号的电流更高。因为这种电流也是产生噪声的原因之一,所以在并联谐振电路的情况下也需要注意。
图6 谐振电路不同位置的电压(计算值)
1.3 数字电路连接至谐振电路时
(1) 在谐振频率处更容易产生噪声
如上所述,如果将可以作为天线的导体连接至谐振电路,导体会接收谐振频率的高压,产生很强的发射,从而导致噪声。此外,就抗扰度而言,噪声容易在谐振频率处被接收。
如果接有天线的谐振电路连接至包含很宽范围频率的信号(如数字信号),谐振频率附近频率的谐波将具有很强的发射性。图3-2-6和图3-2-7给出了一些例子: 在上述50MHz串联谐振电路连接至10MHz时钟脉冲信号时,测量脉冲波形和发射的变化。作为噪声抑制的示例,图中也指出了连接有铁氧体磁珠时的波形和发射。
(2) 数字信号连接至谐振电路时
图6提供了测试电路及电压波形的测量结果。作为噪声源的数字IC中使用了74AC00。IC的输出端连接至谐振频率为50MHz的串联谐振电路。观察到的波形表明10MHz数字脉冲中存在强烈的振铃,使脉冲波形严重失真。这是因为,在10MHz信号所包含的谐波中,仅提取了第5次谐波(50MHz)。(观察到振铃频率为50MHz)
(3) 使用铁氧体磁珠的阻尼
后面将会介绍阻尼电阻器和铁氧体磁珠能有效抑制这类谐振。图3-2-6展示了连接有铁氧体磁珠时的波形。从图中可以发现,谐振已经得到抑制,信号也恢复到原来的脉冲波形。
(4) 通过噪声发射确认谐振
图7显示了噪声发射的结果。磁场强度是通过“3米法”测量的。为便于参照,图中也提供了无天线情况下的测量结果,而且已经证实了在仅包括数字IC和谐振电路时,几乎没有噪声发射。图中下部的曲线表示频谱分析仪的黑色噪声电平。
(5) LC谐振和天线谐振
图7(a)指出了用15cm导线作为天线连接谐振电路来发射噪声的情形。在LC谐振电路的谐振频率50MHz处观察到强烈的发射。除了此频率外,还在500MHz处观察到了噪声。在该频率处,作为天线连接的15cm导线作为1/4波长天线工作。因此,除了图3-2-7(a)中的LC谐振,还可能观察到天线的谐振效应。天线的谐振将在后续章节中进行讲述。
图7(b)显示了连接铁氧体磁珠时的测量结果。可以发现噪声发射得到了有效抑制。
图7 谐振电路和天线连接至数字信号的测试电路
图 8 谐振电路和天线连接至数字信号时的噪声发射
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