【導(dǎo)讀】許多電磁噪聲干擾實(shí)際上是以無(wú)線電波通過(guò)空間傳導(dǎo)的。本文講述噪聲的空間傳導(dǎo)及其應(yīng)對(duì)措施。本文將首先討論電路之間的干擾（短距離問(wèn)題），隨后講述天線理論（遠(yuǎn)距離問(wèn)題）以及如何屏蔽以防止這種問(wèn)題。為了簡(jiǎn)化闡釋，有些現(xiàn)象可能通過(guò)我們獨(dú)特詮釋方法進(jìn)行極其簡(jiǎn)略的說(shuō)明。
噪聲的空間傳導(dǎo)可以分為兩種問(wèn)題: 一種問(wèn)題出現(xiàn)在較近距離內(nèi)（當(dāng)同一臺(tái)電子設(shè)備內(nèi)的電路彼此干擾時(shí)），另一種問(wèn)題出現(xiàn)在較遠(yuǎn)距離內(nèi)（當(dāng)噪聲發(fā)射為無(wú)線電波且干擾到旁邊的電子設(shè)備時(shí)）。這兩種問(wèn)題因距離而在降低干擾程度方面有所不同，后者的影響波及范圍更遠(yuǎn)。雖然后一個(gè)問(wèn)題根據(jù)噪聲規(guī)則對(duì)不需要的發(fā)射有限制規(guī)定，但前一個(gè)問(wèn)題對(duì)設(shè)計(jì)電子設(shè)備 也很重要。
圖1 主要闡釋的內(nèi)容
空間噪聲傳導(dǎo)及其應(yīng)對(duì)措施
如前文所述，噪聲傳導(dǎo)通過(guò)導(dǎo)體和空間傳導(dǎo)而產(chǎn)生。盡管到現(xiàn)在為止講述地主要是導(dǎo)體傳導(dǎo)，但本文將講述空間傳導(dǎo)以及屏蔽這種傳導(dǎo)的靜噪對(duì)策。
空間噪聲傳導(dǎo)模型和屏蔽
空間噪聲傳導(dǎo)
如圖2所示，空間噪聲傳導(dǎo)的主要機(jī)制如下:
(i)靜電感應(yīng)。
(ii)電磁感應(yīng)。
(iii)無(wú)線電波的發(fā)射和接收。
圖2展示了噪聲是如何在電子設(shè)備內(nèi)通過(guò)空間傳導(dǎo)，最終從電纜發(fā)射出的示例。空間傳導(dǎo)的這三個(gè)機(jī)制也適用于電子設(shè)備外的噪聲傳導(dǎo)以及噪聲接收。
圖2 空間噪聲傳導(dǎo)的模型
[page]屏蔽
若要在空中屏蔽空間噪聲傳導(dǎo)，對(duì)目標(biāo)對(duì)象應(yīng)該如圖3所示進(jìn)行屏蔽。屏蔽意味著用金屬等良導(dǎo)體（或磁體）覆蓋目標(biāo)對(duì)象，屏蔽即可以應(yīng)用于噪聲源側(cè)，又可用于接收器側(cè)。盡管目標(biāo)電路在圖3中被單獨(dú)屏蔽，但也可以覆蓋整個(gè)電子設(shè)備或整個(gè)房間（稱為屏蔽室）。
盡管屏蔽方法會(huì)因噪聲感應(yīng)模型而稍有不同，但其具體實(shí)施方案幾乎一樣。只要條件不是極端惡劣，即使很薄的金屬箔也可以在幾MHz的頻率范圍內(nèi)取得足夠好的效果。許多情況下均需要接地連接，且效果會(huì)因接地的優(yōu)良程度而有很大差異。
圖3 屏蔽
靜電感應(yīng)
(1) 電場(chǎng)傳輸噪聲
通常，帶電的物體周圍會(huì)形成一個(gè)電場(chǎng)。如圖4所示這個(gè)電場(chǎng)會(huì)影響周圍電路的現(xiàn)象稱為靜電感應(yīng)。代表這個(gè)現(xiàn)象的電路圖如圖4所示，其中在噪聲源和受害方之間形成了浮動(dòng)的靜電容量CS，從而形成了電流路徑。
當(dāng)噪聲源電壓Vn變大且浮動(dòng)靜電容量CS變大時(shí)，靜電感應(yīng)引起的噪聲電壓V2升高。當(dāng)噪聲源和受害方之間的距離縮短且噪聲源和受害方的尺寸變大時(shí)，浮動(dòng)靜電容量CS升高。
圖4 靜電感應(yīng)
(2) 高阻抗電路易受噪聲影響
通常浮動(dòng)靜電容量CS非常小，大約只有幾pF或更小。例如，假定間隙為10mm，并聯(lián)長(zhǎng)度為100mm，線路直徑為1mm的細(xì)線時(shí)（同時(shí)忽視基板的介電常數(shù)），如圖4(a)所示的線路間的浮動(dòng)靜電容量大約為1pF。
因此，相對(duì)整個(gè)電路來(lái)說(shuō)，圖4(b)中阻抗CS比率較大。如果作為噪聲受害方的電路阻抗Z2小于這個(gè)比率，則感應(yīng)電壓V2可通過(guò)分壓來(lái)降低。一般而言，這就是為什么高阻抗電路更容易接收噪聲的原因之一（低阻抗電路不太容易接收）。
通常，靜電感應(yīng)指的是電場(chǎng)引起的常規(guī)噪聲感應(yīng)。為了簡(jiǎn)化電路模型，我們只將重點(diǎn)放在如圖4所示的線路間浮動(dòng)靜電容量。
(3) 如何降低靜電感應(yīng)
為了降低靜電感應(yīng)，通常會(huì)采用以下措施:
(i)增加距離（降低浮動(dòng)靜電容量）。
(ii)減小線路等的尺寸。
縮短并聯(lián)線路部分的長(zhǎng)度（降低浮動(dòng)靜電容量）。
(iii)提供靜電屏蔽（用金屬板蓋住噪聲源或受害方，然后連接到地線）。
(iv)降低噪聲源的電壓（使用EMI靜噪濾波器）。
(v)降低接收器的阻抗或靈敏度（使用EMI靜噪濾波器）。[page]
靜電屏蔽
圖5提供了靜電屏蔽的示例。接地的金屬板放在噪聲源和受害方之間，以便阻擋電場(chǎng)的效果。
圖5 靜電屏蔽
如圖5(b)所示，將噪聲旁路到地，降低了對(duì)噪聲受害方的影響。因此必須要有接地（連接到地線）。如果屏蔽高頻噪聲，則沒(méi)有必要接至大地。連接到外殼或電路的地線就足夠了。但接地阻抗應(yīng)盡量小，以便讓噪聲電流流動(dòng)順暢。
一般而言，靜電屏蔽是指對(duì)靜電電場(chǎng)的屏蔽。如果如圖5所示阻擋線路附近的高頻噪聲，就涉及到了電磁屏蔽的效果（稍后講述）。
屏蔽可同時(shí)應(yīng)用于噪聲源側(cè)和受害方側(cè)。如果屏蔽受害方側(cè)，則連接到受影響電路的地線。
