一前言

在電磁兼容（EMC）領域，EMC可以分為“電磁干擾（EMI）”和“電磁敏感度（EMS）”，其實電磁干擾EMI可以大致分為“傳導騷擾”和“輻射騷擾”兩個部分，今天講一下傳導騷擾中的“差模噪聲”和“共模噪聲”。

二噪聲產生的原因

傳導噪聲可以分為“差模噪聲”和“共模噪聲”兩種，下面我們通過個簡圖來了解它們。

差模噪聲：差模噪聲也稱為對稱噪聲，產生于電源線上，噪聲電流流進和流出的大小相同，方向相反，這樣的噪聲就稱為差模噪聲，如下圖（1）所示就為差模噪聲的示意簡圖。

圖（1）差模噪聲電路簡圖

分析：由上圖可以看出噪聲源產生的差模噪聲流經外部電源后，噪聲由電源負極回到噪聲源，形成一個噪聲環路。

共模噪聲：共模噪聲也稱為非對稱噪聲，共模噪聲流經電源正負極，經過大地和產品形成的分布電容流回噪聲源，流經電源正負極的共模噪聲電流大小相同，流向也相同。如下圖（2）所示就為共模噪聲的示意簡圖。

圖（2）共模噪聲電路簡圖

分析：由上圖可以看出電源線上的共模噪聲流經大地（GND）后，再從大地與產品形成的分布電容流回噪聲源，形成共模噪聲環路。

了解完什么是差模噪聲和共模噪聲，接下來我們來講一下他們是如何引起輻射超標的。

產品對外的輻射強度是和它的電路電場強度息息相關的，下面我們分別來看差模噪聲的電場強度和共模噪聲產生的電場強度都和那些條件有關：

差模噪聲電路中：

差模噪聲回路電場強度關系圖

在此公式中Id噪聲電流大小，f為噪聲的頻率，r為離噪聲源的距離，S則為噪聲回路的面積大小；

共模噪聲電路中：

共模噪聲回路電場強度關系圖

在此公式中Id噪聲電流大小，f為噪聲的頻率，r為離噪聲源的距離，L則為噪聲傳輸線纜的長度；

對比兩個公式不難發現，在同等條件下差模噪聲大小的重要因數是回路面積的大小，而共模噪聲的大小重要因數則為噪聲傳輸的線纜長度。

三噪聲的抑制

對于“差模噪聲”而言，應盡可能的去減小差模噪聲的回路大小，如在環路上增加一些電容，給差模噪聲提供短回路，從而減小差模噪聲的回路大小；

對于“共模噪聲”而言，應盡可能減短共模噪聲傳輸線纜的長度，在線纜長度有要求無法減短時，也可以通過在線纜傳輸接口處增加共模電感和磁環等來抑制共模噪聲的傳輸。

四案例分享

接下來給大家分享一款脫毛儀產品的整改案例，先來看一下摸底數據：

產品摸底數據圖

分析：可以看出超標的頻率段基本集中在50MHz-200MHz頻段，共模噪聲超標占主導。通過分析噪聲源來源于主板上的變壓器模塊。

措施：通過對板上變壓器模塊優化和加濾波電容后，再進行測試的數據為：

變壓器電路優化數據圖

分析：可以看出經過優化后，數據在50MHz和100MHz左右還是會有兩個鼓包超標，其他的毛刺超標數據為脫毛儀工作時閃光時的瞬態超標，可以不用看，后期讀點便可。分析發現產品工作時需要外接適配器，且適配器的線纜很長，通過上文的分析可以知道，這里的長線纜給共模噪聲超標提供了條件。

措施：通過在PCB板的適配器輸入端加入我司的大電流共模濾波器（型號：TLDCM9070-2-102TF）后：

輸入端加共模濾波器圖

測試數據為：

輸入端加共模濾波器測試圖

加入共模濾波器后測試可以通過測試，共模濾波器對50MHz和100MHz左右的共模噪聲進行了抑制，避免了共模噪聲通過外接適配器線纜進行放大。

五總結

差模噪聲和共模噪聲的抑制是減少產品EMI問題的一個重點，所以我們在產品設計前期就應該考慮到這些問題，做好前期的PCB布板規劃和噪聲抑制器件的預留，避免后期出現問題了才回頭進行修改驗證，增加不必要的人力物力。

審核編輯：湯梓紅