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電磁干擾要不要處理呢?電磁干擾來自哪里?

發布時間:2012-05-29 來源:德州儀器 (TI)

中心議題:
  • EMI 信號的源頭各種各樣
  • 手機也會產生 EMI 信號
  • 在其源頭消除干擾信號而不讓它通過電路

電磁干擾 (EMI) 已經成為我們生活的一部分,要不要處理呢?許多人認為,電子解決方案的廣泛應用是一件好事,因為它給我們的生活帶來舒適、安全的享受,并把醫療服務帶到我們的身邊。但是,這些解決方案同時也產生了具有電子危害的 EMI 信號。

EMI 信號的源頭各種各樣。這些源頭包括我們身邊常見的一些電子設備。小汽車、卡車和重型車輛本身就是 EMI 信號的產生器。問題在于,這些 EMI 源所處的位置與敏感電子電路的位置相同——車輛內部。這種相互靠近會影響音頻設備、自動門控制器以及其他設備。這類存在于車輛中的EMI噪聲是可以預見的。

但是,對于我們 21 世紀的人們無時不刻都在使用的手機來說,情況又如何呢?每一種電子設備都有其優點和缺點。今天,手機的使用,讓我們可以在任何地點都能夠方便地聯系朋友、家人和商業伙伴。但是,手機也會產生 EMI 信號,而這還只是問題的開端。手機的發展已超出了其基本的電話功能,擁有了更多的智能電話功能。這種 EMI 噪聲對于周圍設備和電路的干擾是完全不可預知的。手機依靠高RF能量工作。即使達到了相關規定,手機也可能成為一個非故意的 EMI 源,從而干擾周圍敏感設備工作。

印刷電路板、時鐘電路、振蕩器、數字電路和處理器也會成為電路內部 EMI 源。對電流執行開關操作的一些機電裝置,在關鍵操作期間會產生 EMI。這些 EMI 信號不一定會對其他電子設備產生負面影響。EMI 信號的頻譜成分和強度,決定了它是否會對敏感型電路產生意想不到的影響。

您可以將某個數字信號的頻譜成分簡化為其頻率和升時間。時鐘或者系統頻率建立電路的時間基準,但其邊緣率形成干擾諧波。圖 1 顯示了一個 10 MHz 方波的頻譜成分。該 10 MHz 信號的邊緣率為 10 ns。請注意,圖 1 中這些諧波的量級隨頻率降低。一般而言,這種信號的潛在 EMI 為:

fMAX = 1/(πx tRISE)             方程式 1

10 ns 邊緣率時方程式結果為約 31.8 MHz。曲線圖顯示,最后一次明顯諧波出現在30 MHz。同時,圖 2 所示 1 ns 邊緣率時方程式結果為 318 MHz 最大頻率。如果您的電路易受 318 MHz 頻帶內產生的頻率影響,則 EMI 諧波可能會使您的電路出現干擾。

圖 1 10 ns 升降時間信號的模擬 EMI 信號

圖 2 1 ns 升降時間信號的模擬 EMI 信號

[page]
實事上,更好的做法是您在其源頭消除干擾信號而不讓它通過您的電路。就車輛而言,越來越多的構件都使用塑料來制造。但是,當您想要找一個低阻抗接地或者實施信號屏蔽時,這卻又成了問題。一旦信號傳輸獲得“自由”,它們便“四處游蕩”,從而進入到您的敏感系統中,最終帶來嚴重的破壞。

下次,我們將詳細討論EMI信號是如何通過媒介傳輸進入到您的電路中的。
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