最近一朋友所在公司要進(jìn)行本年度的第二波裁員，剛好我那個朋友就在名單里。這幾天他已經(jīng)在整簡歷，準(zhǔn)備面試。碰巧上周日他問了我?guī)讉€問題，我覺得問題挺不錯，拎出來一個，一起討論下。

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一道面試題…

照例，先拋出來一道問題：Buck電路的共模噪聲傳導(dǎo)騷擾路徑是怎樣的？

這個問題看似簡單，實則很考驗功底。這個問題中包含了3個關(guān)鍵詞：Buck、共模噪聲、傳導(dǎo)。所以面試者就需要清楚：

①Buck電路的拓?fù)浼軜?gòu)，這個前面聊過很多，老粉必然很熟，不重復(fù)介紹；

②共模噪聲和差模噪聲的區(qū)別？如果連共模和差模都分不清，那沒得聊了；

③共模噪聲和差模噪聲的產(chǎn)生源頭在哪里？如果你連源頭都不知道，那你怎么可能清楚路徑；

④共模噪聲傳導(dǎo)騷擾的路徑是怎樣的？注意不是輻射騷擾。

我認(rèn)為這些拓展問題，想要解釋清楚，是有挑戰(zhàn)的?？简瀭€人對Buck電路、差共模噪聲、EMI原理等相關(guān)知識的理解。適用于面試工作4-5年以上的高級硬件開發(fā)工程師崗位。

當(dāng)然，這個問題也很有指向性，已經(jīng)給我們劃定了范圍，我們就不用考慮差模噪聲，不用考慮輻射騷擾等，不然這問題難度就翻倍了。

下面我們就針對細(xì)化出來的4個問題，逐個分析。

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1、Buck電路的拓?fù)浼軜?gòu)

如上圖所示，Buck電路的拓?fù)浼軜?gòu)，具體我就不展開了。相信關(guān)注“硬件微講堂”比較久的同學(xué)已經(jīng)非常清楚，畢竟咱們基于Buck電路聊了很多問題。新來的同學(xué)可以自己從《40篇原創(chuàng)技術(shù)文章，拿走不謝！》里面自行學(xué)習(xí)。

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2、共模噪聲和差模噪聲

從EMI層面，噪聲分為兩類？共模噪聲和差模噪聲。

關(guān)于差共模信號，網(wǎng)上介紹很多，五花八門，這里只說下自己的理解：

1）差模信號，是相對傳輸線回路負(fù)極的信號，信號回流都是通過傳輸線回流到信號源的負(fù)極；

2）共模信號，是相對Earth GND的信號，信號回流都是通過寄生電容、分布電容等雜散電容以位移電流的形式回流到Earth GND；

（上述為個人理解，非官方定義，不甚嚴(yán)謹(jǐn)，僅供理解和參考）

如上圖所示，差模信號，很容易理解，物理回路是看得見、摸得著的。而共模信號則相對麻煩，回流路徑看不見、摸不著、難琢磨。

在共模信號的描述中有三個關(guān)鍵詞：雜散電容、位移電流、Earth GND。

先說雜散電容，如上圖所示，因為器件本身存在寄生電容，PCB走線存在分布電容，就算是信號回路的負(fù)極對Earth GND也是存在電容的，這些都會成為共模信號的回流路徑，關(guān)鍵還是看不見的路徑。

再說位移電流，網(wǎng)上給的解釋：電位移矢量隨時間的變化率對曲面的積分。太繞了！通俗來說，就是電場的變化率，它不是電荷做定向運動的電流，這點不同于“傳導(dǎo)電流”，但它會引起變化的磁場，而且與傳導(dǎo)電流引起的變化磁場等效。位移電流不產(chǎn)生熱效應(yīng)和化學(xué)效應(yīng)，但會引起磁場變化，神奇吧！

上面提到的傳導(dǎo)電流，是導(dǎo)體中運動電荷形成的電流，比如自由電子的定向運動，這就是我們常說的電流。注意和位移電流做區(qū)分。

還有Earth GND，這是大地，注意與為信號提供電流回流的GND做區(qū)分。GND是電源回路的負(fù)極，是一個選定的參考電位，但這并不是真正意義上的零電位。在硬件測試環(huán)節(jié)中，有一項測試叫“地偏移”，就是在GND上疊加一定的電平，造成整個電氣系統(tǒng)的參考電位太高，看整個系統(tǒng)還能否穩(wěn)定工作。真正的零電位應(yīng)該是Earth GND。

上面說了這么多共模信號、差模信號。如果把“信號”換成“噪聲”，是一樣的道理。共模噪聲、差模噪聲從物理層面來講，也是一種電氣信號，只不過它們是我們不想要、不期望有的信號，我們需要盡可能去抑制。

坦白講，也只能盡可能去抑制。想要完全消除差共模噪聲，不可能！絕對不可能！如何才能愉快地共處，這是一門技術(shù)！

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3、共模噪聲和差模噪聲的產(chǎn)生

在上面一小節(jié)是通過回流方式來區(qū)分共模和差模，可是這個共模噪聲和差模噪聲的源頭在哪里，如何產(chǎn)生的呢？

熟悉Buck電源工作原理的同學(xué)必然知道其存在兩條電流回路，這個在講《純干貨！DC-DC的電感計算公式推導(dǎo)過程！》有介紹過，如上圖中兩個紅框，分別就是兩個電流回路的波形，均表現(xiàn)為周期性梯形結(jié)構(gòu)，其中都存在電流陡峭變化的情況，具有非常高的di/dt，必然蘊含很多高次諧波，這就是差模噪聲的源頭。通常差模噪聲表現(xiàn)為“電流驅(qū)動”噪聲。

無獨有偶，如黃色框所示，在電感L的左側(cè)SW節(jié)點上，電壓波形表現(xiàn)為周期性矩形結(jié)構(gòu)，其中存在電壓陡峭變化的情況，具有非常高的dV/dt，蘊含很多高次諧波，這就是共模噪聲的源頭。通常差模噪聲表現(xiàn)為“電壓驅(qū)動”噪聲。

這里可以留兩個思考題：

①MOS管的di/dt會產(chǎn)生共模噪聲么？

②SW節(jié)點的dV/dt會產(chǎn)生差模噪聲么？

順便說下，這兩個問題不簡單的嗷！自己琢磨琢磨。

審核編輯：黃飛