同學們,

《靜噪基礎課程》本期繼續(xù)開講！

上一章介紹的是

產生電磁噪聲的機制

有哪些因素會使噪聲問題復雜化呢？

第 3 章
噪 聲 問 題 復 雜 化 的 因 素

第1章 為什么需要EMI靜噪濾波器

第2章 產生電磁噪聲的機制

第3章 噪聲問題復雜化的因素

3-1.簡介

3-2.諧振和阻尼

• 3-2-1. 并聯(lián)諧振和串聯(lián)諧振

  
  

• 3-2-2. 關于諧振電路EMC措施的問題

  
  

• 3-2-3. 數(shù)字電路連接至諧振電路時

  
  

• 3-2-4. 無電感器或電容器的情況下產生諧振的示例

  
  

• 3-2-5. 電阻器及鐵氧體磁珠的阻尼作用

  
  

• 3-2-6. 數(shù)字信號的阻尼

  
  

3-3.噪聲的傳導和反射

3-4.源阻抗

3-5.小結

3-2諧振和阻尼

3-2-5. 電阻器及鐵氧體磁珠的阻尼作用

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(1) 串聯(lián)諧振電路的阻尼

可通過在諧振電路中加入電阻器來抑制諧振。這種電阻器被稱為阻尼電阻器。圖3-2-10提供了增加阻尼電阻器的一個示例（在圖中表示為R）。

圖3-2-10 電阻器阻尼作用的示例

當如圖3-2-10(a)所示在串聯(lián)諧振中串聯(lián)使用一個阻尼電阻器時，諧振器的Q可如下推導出來 [參考文獻 1]。

(公式3-2-2)

例如，我們可以把圖3-2-4的測試中使用的部件常量代入公式中。如果電阻器R的信號源輸出阻抗為50Ω，可以得出Q = 6.3，表示諧振很強烈。如果電阻器R升高，Q會變小，從而減弱諧振。因此，可以發(fā)現(xiàn)，增加一個超過50Ω的電阻器可以減弱諧振。

通常而言，為了抑制諧振，會慎重選擇電阻器，使Q設定為1或以下。

(2) 串聯(lián)諧振電路的非振蕩條件

為消除來自脈沖波形（如數(shù)字信號）的正脈沖信號、負脈沖信號或振鈴，使用滿足以下公式的電阻器來實現(xiàn)LCR串聯(lián)諧振電路的無振蕩條件。

(公式3-2-3)

公式(2)使Q為0.5或以下。

(3) 并聯(lián)諧振電路的阻尼

相反，當如圖3-2-10(b)所示在并聯(lián)諧振中并聯(lián)使用一個阻尼電阻器時，諧振器的Q可如下推導出來：

(公式3-2-4)

在這種情況下，電阻越小，諧振越弱。

3-2-6. 數(shù)字信號的阻尼

(1) 阻尼電阻器和阻抗匹配電阻器

在利用阻尼電阻器防止如圖3-2-8所示數(shù)字電路線路導致的諧振時，通常如圖3-2-11所示將其與線路串聯(lián)使用。

圖3-2-11 數(shù)字信號阻尼

在此期間，電阻越大，諧振抑制效果越好。但是，如果阻尼過大，會產生副作用，如信號衰減和脈沖波形緩慢上升。因此，應根據(jù)噪聲抑制與電路運作之間的平衡選擇合適的電阻器。如果線路可以視作傳輸線，可利用下一章節(jié)中講述的阻抗匹配方法，以更為簡便的方式完成這個操作。

(2) 鐵氧體磁珠的阻尼作用

如章節(jié)2-4-7圖3-2-6和圖3-2-7中的示例，鐵氧體磁珠通常用于EMC對策中的阻尼。此時，應選擇這個元件，使鐵氧體磁珠的電阻(R)成分在諧振頻率處滿足公式(2)。由于鐵氧體磁珠的阻抗具有頻率特征，諧振可以得到抑制，同時還會超小化對信號波形的影響。此外，相比電阻器而言，鐵氧體磁珠可吸收更大的直流電流。

3-2.諧振和阻尼 - 重點內容

√ 諧振可以是串聯(lián)諧振或并聯(lián)諧振。

√ 串聯(lián)諧振使阻抗在諧振頻率處降到最低值（理論上為零）。

√ 并聯(lián)諧振使阻抗在諧振頻率處升到超高值（理論上為無窮大）。

√ 在諧振頻率處，由于電壓和電流極大，容易產生噪聲問題。

√ 阻尼電阻器及鐵氧體磁珠可用于抑制諧振。

附：第三章參考文獻及下載

1. [1] [Japanese] 電気理論（第2版），池田哲夫，森北出版 2006

   
   

2. [2] High-Speed Digital Design: a Handbook of Black Magic，Howard Johnson, Martin Graham，Prentice Hall PTR, 1993

   
   

3. [3] High-Speed Signal Propagation: Advanced Black Magic，Howard Johnson, Martin Graham，Pearson Education, Inc. 2003

   
   

4. [4] [Japanese] よくわかるプリント板実裝の高速?高周波対策，井上博文，日刊工業(yè)新聞社 2009

   
   

5. 數(shù)字IC電源靜噪和去耦應用手冊 (點擊下載PDF: 3.5MB) ，Murata Manufacturing Co., Ltd. Catalog C39C, 2010

   
   

下課！

下節(jié)課，記得相約在靜噪基礎小課堂喲~

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