一文解析共模和差模噪聲

電磁干擾EMI可以大致分為“傳導(dǎo)發(fā)射”和“輻射發(fā)射”兩種類型。其中，根據(jù)傳導(dǎo)的類型，傳導(dǎo)發(fā)射可以進(jìn)一步分為兩種類型：“差分（正常）模式噪聲”和“共模噪聲”。本文將討論后兩種類型的噪聲。

一傳導(dǎo)發(fā)射分類

傳導(dǎo)發(fā)射可分為兩種類型。一種是“差模噪聲”，也稱為“正常模式噪聲”。這些名稱有時(shí)會(huì)根據(jù)適用的條件有選擇地使用，但在這里我們假設(shè)它們是相同的。另一種是“共模噪聲”。如下圖所示這里的討論電源噪聲，因此這些圖是PCB外部供電的示例。

1. 差膜噪音

噪聲源出現(xiàn)在電源線上并與電源線串聯(lián)，并且噪聲電流以與電源電流相同的方向流動(dòng)。它被稱為“差分模式”，因?yàn)檩敵龊头祷仉娏魇窍喾捶较虻摹?/p>

2. 共膜噪音

通過雜散電容等泄漏的噪聲電流通過地并返回到電源線的噪聲。被稱為“共?！痹肼暎?yàn)殡娫凑?）和負(fù)（-）側(cè)的噪聲電流方向具有相同的方向。電源線上不會(huì)出現(xiàn)噪聲電壓。

3.差膜和共膜噪音對(duì)比分析

如上所述，這些類型的噪聲是傳導(dǎo)發(fā)射。然而由于噪聲電流在電源線中流動(dòng)，因此會(huì)有輻射產(chǎn)生。

由差模噪聲引起的輻射的電場(chǎng)強(qiáng)度Ed可以使用下面的等式表示。Id是差分模式下的噪聲電流，r是到觀察點(diǎn)的距離，f是噪聲頻率。差模噪聲產(chǎn)生噪聲電流環(huán)路會(huì)放大噪聲，因此環(huán)路區(qū)域S成為重要因素。如圖和等式所示，如果其他元素是恒定的，則對(duì)于更大的環(huán)區(qū)域，電場(chǎng)強(qiáng)度更高，但在實(shí)際案例中，共模噪聲更為常見，所以我們對(duì)共模噪聲重點(diǎn)討論。

2噪聲計(jì)算

由共模噪聲引起的輻射的電場(chǎng)強(qiáng)度Ec可以由右下方的等式表示。如圖和方程所示，電纜長(zhǎng)度L是一個(gè)重要因素。

這里，為了確認(rèn)由于不同類型的噪聲引起的輻射特性，我們將插入實(shí)際數(shù)值來計(jì)算電場(chǎng)強(qiáng)度* 1。每種情況下的條件完全相同。觀察到的電場(chǎng)強(qiáng)度由藍(lán)點(diǎn)表示。

在這些計(jì)算結(jié)果中重要的是，對(duì)于相同的噪聲電流值，由共模噪聲引起的輻射要大得多（在該示例中，大約大100倍）。特別是，在考慮應(yīng)對(duì)輻射發(fā)射的措施時(shí)，應(yīng)該記住處理共模噪聲的措施尤為重要。

1. 共模噪聲處理方法

當(dāng)有共模噪聲存在時(shí)，常用的處理方法有；

可靠接地、高阻抗接地方式；

削弱噪聲源（在變頻器輸出側(cè)加裝共模扼流圈是一種經(jīng)濟(jì)、有效的方法）；

噪聲屏蔽以及電源線屏蔽等。

2. 差模噪聲處理方法

在差模噪聲的情況下，處理噪聲的基本的措施是減小環(huán)路面積S；

例如通過使用絞合線纜，盡可能縮短電纜長(zhǎng)度。然而，總是會(huì)出現(xiàn)對(duì)組件的布置和類型的限制，因此還必須研究諸如添加過濾器之類的方法。