降噪措施与实际应用
基于噪声的模型，我们列出了一些通用的降噪方法：
● 减小高频噪声源，如降低开关波形的斜率；
● 通过抖频等方式降低高频噪声；
● 在布线时，尽可能减小dv/dt节点以及di/dt环路的面积；
● 在回路上加共模滤波器，或者在输出线上加磁环；
● 有条件的话，可改变输出线长避开敏感频段；
● 加屏蔽罩以解决近场耦合问题。
其中，后三点是针对输出长线负载的降噪手段，我们分别来看一下效果。
首先，是在输出侧加磁环（加在靠近板子的一端），图13对比了加与不加磁环时的输出线对地阻抗，可见，在加磁环之后，对地阻抗明显增大，可以避免谐振的影响。图14则比较了输出线有无磁环时的传导EMI。可见，磁环有效地抑制了高频的谐振峰。
图 13：输出线加磁环后的对地阻抗
图 14：输出线有无磁环时的传导EMI测试结果
其次，是通过改变线长来改变谐振峰的位置，如图12所示，当线长为1.2m时，3/4λ对应的谐振峰在108MHz以上，已经避开了FM波段（76MHz - 108MHz）。因此，当测试允许改变线长的时候，这也不失为一种降噪手段。图15比较了线长为2m和1.2m时的传导EMI结果。显然，后者的谐振仅有位于53MHz左右的一个峰。
图 15：输出线长为2m和1.2m时的传导EMI测试结果
最后，基于第二节的介绍，我们可以通过消除输出线与测试板之间的近场耦合来降低EMI。屏蔽罩的材质可以为金属，要包裹电路中的dv/dt节点与di/dt环路，且屏蔽罩需要接地（接到靠近噪声源的地）。
图16说明了接地对于电场耦合的效果。当dv/dt节点被屏蔽后，原来直接对参考地对输出线的杂散电容Cswp和CCou变成了其对屏蔽罩的杂散电容Cswp1和CCou1。当屏蔽罩接地的时候，噪声电流直接流回噪声源的地，不会经过LISN，因此也就没有共模噪声了。（如果不接地的话，由于屏蔽罩对于参考地以及输出线仍有杂散电容，噪声电流仍然会流到参考地上，无法起到降低EMI的效果。）
图 16：接地屏蔽罩对于电场耦合的影响
图17说明了接地对于高频磁场耦合的效果。当di/dt节点被屏蔽后，在理想情况下（屏蔽罩与di/dt环路的耦合非常好，高频时屏蔽罩的阻抗基本为感性），屏蔽罩可以产生一个涡流抵消原来di/dt环路对外界的影响。解耦后，如图17右侧所示，原来磁场耦合产生的感应电压源可以被屏蔽罩抵消。
图 17：屏蔽罩对于高频磁场耦合的影响
从EMI测试结果也可以验证，在加上屏蔽罩之后，如图18所示，传导噪声有明显的改善，在有2m输出线的情况下也可以满足CISPR25-Class5的要求，并有6dB的裕量。
图 18：有无接地屏蔽罩的传导EMI测试结果对比
另外，在这次分享中，我们虽然是以一个Class-D功放作为例子，但是，文中提到的方法也适用于其他的芯片哦。比如MPS公司产品 --- MPQ7200，它是一个同步LED驱动，它使用了抖频，对称VIN设计等一系列手段降低EMI（具体技术可以参考我们去年的EMI话题分享）。
如图19所示，当没有输出线时，传导EMI噪音非常低，但当加上2m输出线时，它也会在对应的位置出现两个谐振峰。
图 19：MPQ7200有无2m输出线时的传导EMI测试结果
同理，通过加屏蔽罩的方式，如图20所示，我们可以减少它的传导噪声，这一效果在高频尤其明显。这也说明了这次分享中提到的原理和降噪措施对于各种变换器拓扑都是通用的。
图 20：MPQ7200有无屏蔽罩时的传导EMI测试结果
最后，我们来进行一下总结，在本次分享中，我们先介绍了高频共模传导EMI的建模，并在模型中考虑了电场耦合和磁场耦合的影响；之后，我们通过传输线理论解释了输出带长线负载的传导EMI结果为什么会出现谐振峰，并可以准确预测它的位置；最后，我们介绍了一系列的通用的EMI降噪方法并进行了对比。
