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电磁接收模块的噪声降低

news 2026/5/12 18:55:53

简介：本文通过实验研究了电磁导航模块中噪声干扰的来源。测试发现表贴磁珠在100kHz下电感为700nH，等效电阻150mΩ，但无法有效抑制模块噪声。进一步实验表明，噪声主要来自电路板线路对接收电感的耦合干扰。将电感通过引线远离模块并连接谐振电容后，干扰显著降低。最佳方案是将电感和谐振电容局部连接后再接入电路，可有效减少线路干扰对接收信号的影响。实验证明模块内部线路耦合是主要噪声源，而非外部高频干扰。

关键词：电磁导航，干扰

磁珠对于外部干扰的抑制作用
都是电感惹的祸：电磁导航模块测试
电磁导航模块测试：逐飞制作的150kHz的导航模块

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01表贴磁珠

一、磁珠

购买到的表贴磁珠到货了。封装0805。标称值为600R。下面对于它的特性进行测试。计划利用它对电磁接收模块的噪声进行降低。

二、测试结果

取出一个磁珠，使用 LCR镊子测量它的参数。测量频率为 100kHz。 LCR表显示对应的电感为 700纳亨，等效串联电阻大约为 150 毫欧姆左右，读数并不稳定。标称值 600 欧姆，应该是在甚高频等效的电阻阻值。使用 LCR 镊子是无法对它进行测量的。

三、测试干扰

这个电磁导航模块，具有 1mH 电感作为天线。之前测试显示它的测量信号中包括有比较大的噪声波动。怀疑是电感引入的 WiFi 高频干扰信号对第一级运放产生了干扰。下面，制作一个转接板。将外部的电感先通过磁珠再引入电路板。在进入之前增加高频电容，查看一下是否可以消除它的干扰信号的来源。

设计接口小板，其中R1、R2焊接磁珠。 C3是前面工字型电感的谐振电容。铺设单面PCB，适合一分钟制板，一分钟之后得到了测试电路板。焊接清洗之后进行测试。

将转接板连接到模块中。接上5V电源之后查看采集数据。初步观察，发现采集到的数据波动没有变化。由此也验证了，之前怀疑 WiFi 干扰模块似乎不成立。也就是现在模块中出现的噪声似乎不是来自于外部的高频干扰信号。应该是来自于模块本身的干扰。

接下来，将其中的磁珠更换成电阻。查看是否可以有抑制噪声的效果。两个电阻取 510 欧姆。这对于外部输入的干扰信号有比较强的抑制作用。通电测试，发现采集的数据并没有太大的变化，依然波动非常剧烈。

为了最终确定干扰的来源，将 510 欧姆后面焊接 1nF 电容。此时，对应的干扰降低了很多了。那么是否因为电容减少了干扰了呢？

将电容去掉，上面只剩下串联电阻。电阻的大小为 10k 欧姆。没有增加后面的电容。现在看效果非常差。干扰变得很大了。焊接 0.1 nF，测试一下现在的效果。干扰立即降低了很多。

在远端开启 150kHz 的电磁门信号。距离三米之外的模块最大可以获得 150 采集数值。但是，如果将小板上的 10k 欧姆以及电容去掉。采集的数值增加到 370左右。因此增加的串联电阻减少了模块的天线灵敏度。

很奇怪，将电磁门关闭。模块显示的干扰减少了很多。难道仅仅增加了一个转接板，效果就这么好了吗？将电感重新焊接在电路板上，干扰立即上升了很多。由此是否可以得到结论，前面的干扰是电路板中的线路对于接收电感的影响。

四、干扰消失

使用一个长度为 10厘米的扁平线将电感接入模块。模块呈现的噪声非常低。将电感放在模块内部，噪声立即上升了。

由此验证了，最初的干扰还是因为模块内部的线路对于电感的干扰。现在，电感管脚上连接有 1nF的谐振电容。这样可以减小噪声源的干扰。如果将这个电容拆焊下来，直接将它焊接在电路板上。通过对比可以看到，此时噪声有所上升。因此，最优的方案就是将电感与谐振电容局部连接。然后通过引线连接到电路板上。这样就可以避免模块电路中的干扰对接收线圈的影响了。