雜訊、接地與電磁相容

電感性耦合(inductive coupling)

當電流流過一條導線,它把導線裹在一個磁場裡,像條形磁鐵周圍的磁場。若那磁場穿過附近一個導線迴路,變化的電流造出變化的磁場,而變化的磁場便推動一個電壓繞著迴路走,這正是變壓器的運作方式,只是這裡完全是不想要的。兩個恰好共享磁通量的電路之間,這種意外的變壓器作用,就是電感性耦合。它正是磁場注入干擾的方式,也是市電嗡聲與交換式電源雜訊背後常見的元兇。

感應出的雜訊電壓正比於干擾電流變化的速度,以及你的受害迴路捕捉到多少它的磁通量,大致為 Vnoise = M times dI/dt,其中 M,也就是互感,隨受害迴路的面積增大、隨兩電路間的距離縮小。實務上的著力點便直接由此而來:縮小受害端圈住的迴路面積(讓訊號與其回流線靠在一起走)、離開源頭遠些,並讓迴路的平面平行於磁力線,因為這樣它幾乎不捕捉任何磁通量。變壓器旁一個懸空的大導線迴路是最糟情況;一條緊絞的雙絞線則是最佳情況。

電感性耦合由電流與磁場驅動,這正是它的解法與電容性耦合不同的原因。一個薄的接地靜電屏蔽對磁場幾乎沒用;你要做的是縮小迴路面積(雙絞線,或讓回流就走在訊號正下方的接地層),加大距離,或在嚴重情況下使用厚鋼或坡莫合金(mu-metal)這類厚重的磁屏蔽。誠實的提醒:低頻磁場真的很難屏蔽,所以幾乎總是減小捕捉它的迴路,比擋住磁場本身更容易。

一條訊號線與它的回流線相隔數公分而走,圈住約 10 cm^2 的迴路,旁邊有一顆變壓器。50/60 Hz 的磁場感應出一個嗡聲電壓;把兩條線絞在一起使迴路面積趨近於零,嗡聲便下降 20 dB 以上。

磁性拾取棲身於迴路面積——把它絞掉。

接地的箔屏蔽對磁性耦合幾乎無能為力;那種屏蔽擋的是電場。要對付磁性拾取,請縮小受害端的迴路面積(雙絞線)或使用厚重的磁屏蔽。

又稱
magnetic coupling感性耦合磁耦合