是否可以排除在同轴传输线外部传播的噪声？

假设我在接收器和天线之间有一些普通的同轴电缆。该同轴电缆将包含三个电流：

1. 所需信号
2. 屏蔽内部的反向电流正好相等（实际上也是所需的信号）
3. 屏蔽层外部的噪音

现在，如果这是一条平衡的传输线（而不是同轴电缆），我会将这对导体连接到差分放大器，该放大器会抑制共模电压。我要确保每一侧的阻抗相等，以便共模电流仅产生共模电压，因此我的共模抑制电压差动放大器也能有效抑制共模电流。

但这只是普通的同轴电缆，只有一根中心导体。屏蔽层和中心导体的阻抗不相等。尽管信号被屏蔽层捕获在同轴电缆内部，但是当同轴电缆进入接收器电路时，我能否保持这种电流分离？换句话说，如何为不受噪声电流（3）影响的接收电路提供参考？还是不可能？

请注意，我并不是在问替代同轴电缆或其他类型的带有多个屏蔽的同轴电缆等。我也不是很担心由不完善的屏蔽层等引入同轴电缆的非理想噪声。令人担忧的情况是，我有一条通过某种同轴电缆连接到接收器的天线，并且我想接收来自天线的信号，而不是来自同轴电缆屏蔽罩的信号（它也可以制成一个很好的单极天线）。

^{模拟该电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

在某些信号纯度至关重要的应用中，使用双屏蔽同轴电缆（甚至三重屏蔽电缆）。内屏蔽层承载与中心导体相同的信号。这使电容大大减小，并且外屏蔽层接地。本质上，这提供了具有高共模噪声抑制能力的接收器到单端信号的差分。额外的屏蔽层还有助于显着降低辐射噪声。

在单屏蔽系统中，屏蔽层上的噪声被EMI滤波器抑制。有时，这只是与地面或共模扼流圈串联的铁氧体磁珠。最好的解决方案取决于感兴趣的频率和噪声的类型。请记住，您只需要花费时间和金钱，担心会滤除可能损害系统的频率。

这是村田的一些很好的插图。以及来自Stormcable的有关屏蔽同轴电缆噪声源/类型以及不同同轴电缆屏蔽解决方案的讨论。

编辑：我有一些时间来澄清多屏蔽同轴电缆系统如何工作。 首先，我必须强调，您需要了解EMI以及您的设计如何对其敏感。通常，这只能通过测试实际设计来完成，因为耦合路径和组件性能不可能完全建模。因此，在寻找解决方案的过程中，我为您提供了一个广泛问题的广泛答案。

由于多个外部屏蔽层，中心信号受益于一些共模和非共模噪声过滤。任何使用过同轴电缆的人都知道它们不是完美的防护罩，并且总是会泄漏。多屏蔽解决方案在共模和非共模EMI抑制之间都达到了良好的平衡（前提是它们可以针对应用正确端接）。添加差分接收可以提供更多的共模滤波，但会损失Andy Aka提出的一些非共模抑制。

那么，将信号的噪声较大的版本与较干净的版本相结合有何帮助？这将是非共模噪声的情况。在多屏蔽系统中，由于额外的屏蔽，非共模噪声要小得多。因此，喧闹的安迪对问题的减少感到好奇。但是，如果您的系统对这种非共模干扰源非常敏感，那么使用差分信号会使情况变得更糟。在这种情况下，最好使用参考外部接地信号的滤波版本的非差分信号，并将内部屏蔽信号置于与中心导体的阻抗负载紧密匹配的端接负载。假设您的设计不会从附加的共模噪声抑制中受益更多。

通过使用注释中提到的差分信号而增加的噪声降低是共模噪声抑制。中心导体和内屏蔽层可以充当平衡线。这些线的接地阻抗相似（理想情况下，它们的阻抗相同，但是在同轴电缆系统中很难做到），因此，干扰场或电流在两条线上感应出相同的电压。由于接收器仅响应导线之间的差异，因此不受感应噪声电压的影响。

EMI是一个复杂的主题，互联网上有很多嘈杂的观点。有关噪声及其影响以及对其进行滤波的更多详细信息，我提供的两个链接都是基于实际EMI故障排除的出色资源。

编辑＃2（与Phil 讨论讨论后，这是一个更具体的答案）：在此模拟低功耗应用中，Phil表示他有一个50Mhz ADC采样7 MHz至30 MHz，动态范围为-55dBm至-110dBm，未指定低通滤波器。当他运行FFT时，他会看到来自天线零点方向的噪声源。假设必须从同轴电缆中拾取信号，但是它们也可能来自设计内部或外部的其他源（包括天线本身），因为即使在零点处，它们也将接收信号。因此，在这一点上，他的关注点严格是带内噪声源。他需要系统地找到这些信息的来源：

1. 用屏蔽的50欧姆负载更换天线。注意虚假的水平。
2. 拔下电缆，将屏蔽的50欧姆负载放到ADC上。注意虚假电平。
3. 在天线位置以50欧姆负载将电缆放回原处。在RX端添加具有该频段材料31特性的铁氧体。不断添加（有时可能需要5或6），直到您看到水平接近在＃2中测得的水平为止。
4. 连接天线。注意电平的增加，这就是您的接收机滤波器（在这种情况下为数字滤波器）必须拒绝的。

注意您的动态范围。如果单个信号高于-55dBm，则当您试图放大较小的信号时，它可能会在AGC放大器混频的其他频率上产生看起来像是杂散噪声。

如果＃2显示出不可接受的高噪声，则需要隔离此噪声源。它可能是电源，PCB的内部噪声源，也可能是在房间内部拾取的。屏蔽，柔软的铁氧体片和铁氧体磁珠可能是解决方案，具体取决于来源。

如果＃3没有改善，请尝试更改铁氧体在电缆上的位置。

还可以将铁氧体磁珠设计到PCB中，以按感兴趣的频率将同轴电缆和PCB上的接地分开。由于通带中的反射，这将导致轻微的功率损耗，但是降噪将更多地补偿功率损耗。上面提供的muratta链接对使用PCB铁氧体抑制噪声进行了大量讨论。

有时，作为一项快速实验，我插入了一个特殊的同轴电缆套管，该套管会断开屏蔽中的接地连接。这只是2个母同轴电缆连接器，中心引脚焊接在一起。您会掉电并漏电，但是它应该迅速告诉您屏蔽路径是否有问题。

有关在此频段进行测量的注意事项。 有很多瞬态噪声源来去去。为了避免在测试过程中拉扯头发，请对FFT使用MAX HOLD函数。运行此FFT最大保持20-30秒，注意出现瞬变的位置以及需要运行多长时间以确保您看到了一切。尝试尽可能快地背对背运行测试，以使噪声源没有时间关闭并混淆您的结果。请记住，这些瞬变将随着时间，频率，功率而变化，因此请密切监视它们以了解其来源。

基于输入带宽和采样率，FFT的分辨率受到限制。彼此靠近且来自不同来源的两个不同的杂散看起来像一个信号。有时很难隔​​离相同频率上的多个瞬变-您可能会在-55dBm处产生8Mhz的内部噪声，并在-60dBm处产生辐射瞬变。您可能会用铁氧体消除辐射源，并想知道为什么那里仍然存在8Mhz的噪声，并认为铁氧体不起作用。这是一项棘手的耗时业务。

有关使用FFT进行此设置的其他说明。由于只有一个物理低通滤波器，因此您无法使用FFT放大-90dBm的10Mhz杂散，而其他更强的杂散/信号则为23Mhz。您可能会违反ADC的动态范围，并产生虚假的杂散噪声。频谱分析仪具有各种开关式滤波器，可以防止这种情况的发生，因此您在屏幕上看到的就是测量的动态范围。