静噪教程系列之噪声问题复杂化的因素（一）

　　要应对电子设备噪声干扰，不仅需要了解噪声源，还必须知晓传输路径和天线的特征。本章节详细介绍了其中的传输路径。

　　在此之前，已经通过较为简单的表述解释了噪声的产生（谐波除外）。但是，在解释噪声传输和发射的机制时，会提及传输理论、电磁学和天线理论中使用的术语（如图3-1-1所示）。如果不理解这些术语，就无法处理噪声问题。

　　因此，本章节将（尽量使用较少的公式）解释这些术语，并介绍关于噪声的重要课题，如谐振和阻尼、噪声传导和反射以及源阻抗。

　　

　　图1 本章将要介绍的内容

　　1. 谐振和阻尼

　　在产生噪声或接收到噪声感应时，谐振是一个重要因素。如果电路中包含意外建立的谐振电路，则会在谐振频率处产生非常大的电流或电压，更易产生噪声干扰。尽可能消除电路中的谐振是很重要的。如果要抑制谐振，需使用阻尼电阻器。本章节将介绍谐振和阻尼电阻器。

　　1. 1并联谐振和串联谐振

　　（1） LC谐振电路

　　谐振指的是电路中的感应电抗和电容电抗在特定频率处相互抵消，这个特定频率就叫做“谐振频率”。尽管能产生电抗（阻抗的虚数分量）的典型元件是电感器 （线圈） 和电容器，但任何其他元件，甚至连简单的导线都可以是产生谐振的要素，因为它们仍具有非常小的电抗。（尽管除上述元件之外，天线、平行板、传输路径等也可能导致与EMC相关的谐振，但此处我们只着重于电感器和电容器产生的LC谐振。）

　　（2） 谐振电路的阻抗

　　如图2所示，谐振电路分两种： 串联谐振和并联谐振。根据图3-2-2中的计算示例，串联谐振使阻抗降至最低值（理论上为零），而并联谐振使阻抗升到最高值（理论上为无穷大）。

　　

　　图2 串联谐振和并联谐振

　　

　　（该图表示电抗在数轴上的大小）

　　图3  谐振电路的阻抗

　　（3） 电抗抵消为零

　　如图3-2-3所示，电感器电抗和电容器电抗的量值在谐振频率处变为相等，两者相互抵消，最终相加之和为零。

　　图3-2-3解释了串联谐振的情形；如果是并联谐振，则将电抗替换为电纳（导纳的虚数成分），会出现电纳在谐振频率处被抵消为零。因此，阻抗升到最高值，这很容易理解。

　　（4） 谐振频率

　　无论是串联谐振还是并联谐振，都可以通过以下公式估算出谐振频率ƒ0。在图3-2-2的示例中，ƒ0约为50MHz。

　　

　　（5） 谐振Q

　　谐振强度可通过指数Q（质量因子）来表示。Q越高表示谐振越强。指数Q也是用作表示电容器和电感器性能的指数。存在这样一种关系： 当使用Q值较大的电容器或电感器时，所建立谐振电路的Q值也较大。如何估算Q值将在章节3-2-5中作解释。

　　（6） 电容器和电感器的自谐振

　　在高频范围内使用电容器或电感器时，由于其固有的寄生成分，电容器或电感器本身会在特定频率处导致谐振。这就叫做自谐振。自谐振将在第6章中进一步讲述。

　　

　　图4 串联谐振使阻抗降至最低值的机制