
简单来说,它们的本质区别如下:
---电容耦合:通过电场,利用两个导体间的寄生电容传递噪声。噪声电压du/dt变化越大,耦合越强。
---电感耦合:通过磁场,利用两个回路间的互感传递噪声。噪声电流变化di/dt越大,耦合越强。
我们这里通过CST微波工作室建模,用一个天线:因为怕麻烦,这里我用的我设计的单杆天线。作为外部激励源,给屏蔽线一个外部电场,建模如下:

(1)电容耦合
物理机理:任意两个导体之间都存在寄生电容。当干扰源上的电压快速变化时,会通过这个寄生电容产生位移电流 ,这个电流注入到敏感电路,就形成了噪声。
本质是屏蔽层抵抗电场的干扰。
如果屏蔽层接地,当外部电场到达时,屏蔽层被强制锁定在0伏,感应电荷通过接地排出,从而保护了信号线。

如果屏蔽层不接地。那么屏蔽层变成了一个浮动的电极,外部干扰电场,使得屏蔽层产生电位U。由于屏蔽层与信号线之间存在分布电容,电场通过电容耦合干扰信号线。

(2)电感耦合
物理机理:根据法拉第电磁感应定律,变化的电流产生变化的磁场。当干扰回路中的电流快速变化时,其产生的磁通量会部分穿过敏感回路,从而在敏感回路中感应出噪声电压。
虽然金属屏蔽层无法阻断低频磁场,但它保证了屏蔽层是一个稳定的参考电位。如果两端不接地,屏蔽层在磁场线切割下产生感应电动势电位,然后合并之前屏蔽层的电位,通过分布电容耦合一起干扰到信号,就像一根高效的天线收集空间里的噪声,自己就变成了一个干扰源。

还是用AC任务,还是看频域。

从结果看,屏蔽层接地比不接地,信号线上耦合的干扰电压小很多,不接地,干扰电压比较大,有点夸张,那是因为屏蔽层上有浮动的电位。
屏蔽线之所以能屏蔽噪声,是因为接地的屏蔽层提供了一个零电位的法拉第笼,阻挡电容耦合的电场干扰。而屏蔽线必须接地(通常是单端接地),是为了避免屏蔽层自己变成天线,同时防止地环路电流。
不接地的屏蔽线,不但不屏蔽噪声,还会主动收集干扰送给信号线——比非屏蔽线更糟。