雜訊、接地與電磁相容
電容性耦合(capacitive coupling)
把你的手靠近一條插在強力放大器上的麥克風線,你會聽到嗡聲,根本不必碰到任何東西。兩塊彼此相鄰的金屬,透過它們之間的空氣構成一個微小的電容,而其中一塊上變化的電壓,會透過那個看不見的電容把一點電流推到另一塊上。這種透過雜散電容偷偷傳遞不想要訊號的行為,就是電容性耦合。它正是電場把干擾從一條導線漏進鄰近導線的方式。
耦合電容很小,兩條相鄰導線間或許只有零點幾個皮法,但它的電抗隨頻率下降(Xc = 1/(2 times pi times f times C)),所以頻率越高、邊緣越快,雜訊就越容易跨越。注入的雜訊也隨吵雜導線的電壓擺幅、以及受害節點的阻抗而增大:一個一兆歐姆以上的高阻抗輸入極其脆弱,而一個低阻抗節點則把這點耦合進來的微小電流無害地短路到接地。這正是一支懸空、高阻抗的示波器探棒,一在空中揮動就拾取市電嗡聲的原因。
解法逐一攻擊每個因素:降低受害端的阻抗、加大間距(導線拉開時電容下降),最重要的是在源與受害端之間放一個接地的導體,一個屏蔽或一條接地走線,使雜散場終止在接地上、而非你的訊號上。要記住的誠實區別:電容性耦合由電壓與電場驅動,一個接地的靜電屏蔽能很好地擋住它。這與電感性耦合大不相同,後者由電流與磁場驅動,需要全然不同的解法。
一個 1 megohm 的高阻抗運放輸入,緊鄰一條帶有市電電壓的導線,透過或許 0.5 pF 的雜散電容拾取嗡聲。把輸入線包進一個接地屏蔽,或把輸入阻抗降到幾 kilohm,嗡聲就幾乎消失。
電壓加一個看不見的電容——被接地屏蔽引流殆盡。
電容性耦合隨頻率與受害端阻抗而惡化。降低靈敏節點的阻抗往往是最快的解法,而在導線之間放一個接地屏蔽則是最可靠的解法。
又稱
另見