接地和屏蔽过程往往令人捉摸不定，各种感慨并不鲜见。但实际上，它是一种从不变化的过程，人们对电磁耦合机理了解越多，就越明白这纯粹是一项严谨的工程原理。严谨的数学和逻辑过程可以消除或减少电磁干扰（EMI）问题，获得理想的机械性能。下面，随小科一起探索电磁耦合机理及减少电磁干扰的解决办法吧！

耦合形式及解决方案

         干扰信号主要通过五种途径来耦合至信号：电容耦合、磁耦合、射频（Rf）耦合、直接耦合、PWM。

01电容耦合

         电容耦合又称电场耦合或静电耦合，是由于分布电容的存在而产生的一种耦合方式。 

解决办法

         对于高 dv/dt 信号，比如驱动器的 PWM，只要将上升时间降至电抗以下，就可以阻断电容耦合的因素。

02射频（Rf）耦合

         如果不加以注意，很容易产生射频（RF）信号。只要产生火花间隙，就可能产生 RF 信号。所产生的电压信号不太可能在用户端造成问题，因为距离小于½波长；但随后产生的磁场可能导致严重问题。另一个问题是，该信号处于传播途径中，可能干扰其他设备。

辐射噪音的近场影响和远场影响

解决办法

         传输或接收辐射信号离不开天线。天线产生两种场，E-场为电场，H-场为磁场。两者在天线上同相时，互相支持并保持谐振关系，有时称为共振。在信号的传输和接收有关的两种场中，在近场区域必须使用磁屏蔽，以防止磁场外溢并被接收到；在远场区域中，仍可使用电压天线来接收信号，并可看到信号特性。

03磁耦合

         伺服驱动器和电源的 PWM 信号通常是导致信号进入不必要区域的罪魁祸首。其棘手之处在于其高能量，足以通过其场启动设备。此外，PWM 经长电缆传送至电机，一旦电缆选择、接地、屏蔽和连接不当，后果会非常严重。

解决办法

         由驱动器、电缆和音圈电机组成的运动控制系统，包含有电感、电阻、电容、电流、正向电压和 BEMF 电压。这些复杂的无功载荷可能不像想的那样发挥作用。一旦确定运动控制系统存在问题，解决方法是限制振荡的影响，用磁屏蔽来屏蔽该电缆，并在源端（驱动器）和音圈电机终端接地。

04直接耦合

         最常见的直接耦合噪音源之一是：作为参考或返回的接地未按预期参考接地。这在敏感的高增益电路中尤为普遍。使用中性线的电源系统就是一个例子，如果无意将电源线连接至接地线而不是中性线，设备仍会运行，除可能发生危险之外，还可能在接地线上产生意外噪音，从而对接地线所连接的全部设备产生负面影响。

解决办法

         正确连接系统，同时在敏感设备的输入端过滤此类电源干扰。这类电源干扰相当常见。Shaffner、APC 或类似滤波器足以解决这个问题。

05PWM

         产生 EMI 噪音的复杂条件有音圈电机电感、电机电阻、电缆电容、绕组的屏蔽和电容效应等。另外，还叠加了难以预测的 PWM 对 BEMF 电压施加的影响，并且这种影响越来越显著。通过电子仿真程序：建模——标准仿真——优化方案等步骤，我们了解到 PWM 的共模噪音以及该 dv/dt 的电压尖峰会导致电机或驱动器发生电气故障，从而损坏绝缘。同时，振荡在桥内所有晶体管的 PWM 中都普遍存在。任何负载不平衡都会导致电流经 RLC 电路从振荡源流入地面，本质上为接地。如果具有电感较低的接地路径，则通常会导致一些前沿泄漏至返回信号。

PWM 振荡标准仿真

解决办法

         至少需要三种手段才能避免上述问题：1减少发射2屏蔽接收机，打破耦合3强制电流经预期回路流入地面

         通过上述手段，PWM 振荡会比原始自然振荡更容易屏蔽，但仍有部分明显振荡可能耦合入系统，应进一步减少振荡。另一种解决方案是使用缓冲电路。这将产生非常容易控制的 PWM 脉冲，而不会产生可能导致 EMI 噪音的剧烈振荡上升边沿。该 PWM 边沿的良性振荡在系统中为不可见噪音，足以视为解决方案。

小结

         上述的内容表明，采用屏蔽、合适的电感和电容来处理噪音，并通过实现良好接地和降低振荡频率，可以很容易地消除噪音。可最大程度减少屏蔽和接地的工作量。从而帮助音圈电机设备厂商最大限度减小噪音问题，同时不会显著增加系统成本。这是现有设计的卓越解决方案。

          在音圈电机设备制造期间先了解产生电磁干扰的耦合机理及相应的解决方案，可以最大程度减少电磁干扰问题。同时，预设降噪方法，要比在音圈电机设备制造完毕之后尝试采用解决方案简单得多。

         音圈电机结构简单、结构简单，高精密，高效率，高响应，免维护，无齿槽效应, 不需要换向, 昆山同茂电机自主研发生产的音圈直线电机重复定位精度最大可以达到0.1um, 特别适合短行程、快响应、高精度的闭环伺服控制。

音圈电机主要应用于以下方面：

         一、光学系统领域音圈电机和直线电机广泛应用于光学、微电子及测量领域的光学扫描、定位、瞄准、跟踪和稳定, 对透镜或反射镜进行精密的运动控制。比如摄像机、数码相机及显微镜的自动调焦, 激光切割设备 Z 轴的动态聚焦,光盘驱动器的聚焦和寻轨, 以及天文望远镜中快速反射镜的偏摆控制等。

          二、半导体设备领域半导体制造与封装过程中，大多数场合都需要高速高精度的运动控制。音圈电机的优良特性正好可以满足这些需求。在点胶机、引线键合机、PCB 钻孔机、光刻机、晶圆的取放以及元件检测等设备中均有使用。

          三、振动控制领域一种是作为振动源, 即激振设备来使用。电动式激振器是实施振动和冲击试验, 进行机械结构动力特性测试、疲劳试验的常用设备, 一般小型激振器多采用永磁式, 而较大型的激振器 (即振动台)多采用励磁式。另一种是用作减振器, 即消除振动的不利影响。电动式吸振器的可以通过主动施加合适的阻尼力来吸收振动系统的振动能量, 以抵消或减轻激振力, 从而减小或隔离振动的传递。

          四、直线压缩机和控制阀领域直线式压缩机在采用直线电机直接驱动活塞构成后，可以消除传统往复式压缩机由于活塞与缸体之间侧向力所引起的磨损、振动及噪声, 广泛应用在冰箱、斯特林制冷器等设备中。