今天介紹一下電源電路的高頻噪聲抑制，首先我們了解一下兩種傳統(tǒng)噪聲頻率范圍，AM和FM范圍.
AM 的工作原理是根據(jù)正在發(fā)送的信息調(diào)制（改變）傳輸?shù)男盘柣蜉d波的幅度，而頻率保持不變。FM技術(shù)就完全不同，后者通過改變波的頻率對信息（聲音）進行編碼，并且幅度保持不變。AM的發(fā)射器和接收器更簡單，所以也容易受到噪音影響，FM則反之。
AM和FM頻率范圍，我們這里以收音機為例說明，AM 收音機的頻率范圍為535 至1705 千赫茲，而 FM 收音機的頻率范圍更高，為 88 至 108 兆赫茲。對于 AM 廣播，每 10 kHz 就有一個電臺，每 200 kHz 就有一個 FM 電臺。
再在電源電路中，共模扼流線圈可有效降低電源線上產(chǎn)生的噪聲。傳統(tǒng)車載設(shè)備中，電源線噪聲抑制的主要對象是AM和FM頻率范圍內(nèi)的噪聲，并使用較大的元件來抑制低頻噪聲。然而，隨著車載設(shè)備變得越來越復(fù)雜，還需要防止高于 AM 和 FM 范圍的頻率的噪聲。
通過共模扼流線圈抑制產(chǎn)生的噪聲 使用如下所示的測量系統(tǒng)，測量了EUT從充當天線的電源線產(chǎn)生的噪聲量，并驗證了共模扼流線圈可以降低多少噪聲。測量系統(tǒng)是?基于汽車零部件噪聲國際標準 CISPR 25
圖1測量EUT噪聲量并驗證共模扼流線圈的改善作用
圖2 不同頻率對應(yīng)不同天線類型
另外一種測量方式是BCI測試中共模扼流線圈的噪聲抑制測試， BCI 測試是驗證對外部噪聲的抵抗力的測試。 如果外部噪聲進入 EUT，EUT 可能會發(fā)生故障。如果抗噪聲能力低，即使頻率較低的噪聲也會導(dǎo)致故障。測量系統(tǒng)測量是通過國際 ISO 11452-4 汽車零部件噪聲測試標準中規(guī)定的 BCI 測試替代方法進行的。
圖3 外部噪聲抗擾力測試
過去的AM/FM頻率噪聲抑制方法，足以抑制車載設(shè)備的噪聲，但車載設(shè)備技術(shù)的最新進展使得還需要消除數(shù)百MHz頻率的高頻噪聲。 高頻的共模扼流圈優(yōu)于電源線上使用的傳統(tǒng)共模扼流圈，因為其高頻噪聲抑制性能以及能夠降低數(shù)百 MHz 頻率的噪聲。
圖4 共模扼流圈被PCB寄生電容bypass
共模扼流線圈可以有效消除電源線的噪聲。然而，正確的電路板設(shè)計對于實現(xiàn)這一結(jié)果至關(guān)重要。 如果電路板的內(nèi)層有接地層或電源層，則接地層和電源層與電路板頂層的圖案之間會產(chǎn)生寄生電容。當接地/電源層平坦且均勻時，通過圖案傳播的噪聲通過寄生電容穿過接地/電源層。通過共模扼流線圈后，通過寄生電容返回到圖案，從而繞過共模扼流線圈。這種現(xiàn)象降低了共模扼流線圈的功效。 這種情況下，噪聲可以在PCB上繞過共模扼流圈。
圖5 寄生電容對共模扼流圈的降級作用
由圖中可以看出，共模扼流圈的兩端的并聯(lián)寄生電容越大，則對100M以上的高頻噪聲衰減作用會變?nèi)酰蟠蠼档土斯材６罅魅ζ骷淖饔谩?/span>
圖6 PCB改善寄生電容對共模扼流圈的影響
上圖中一目了然，可以通過所示移除元件正下方的接地/電源層以阻止接地/電極層旁路路徑來解決此類問題。
好了，今天的分享就到此為止，主要介紹高頻電路中共模扼流圈的評估方式，作用，及在電路中的使用注意事項，希望可以有所幫助。
素材來源于村田官網(wǎng)。
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