電子解決方案的廣泛應(yīng)用給我們的生活帶來舒適、安全的享受,并把醫(yī)療服務(wù)帶到我們的身邊。但是,這些解決方案同時也產(chǎn)生了具有電子危害的 EMI 信號。
EMI 信號的源頭各種各樣,包括我們身邊常見的一些電子設(shè)備。小汽車、卡車和重型車輛本身就是 EMI 信號的產(chǎn)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(nèi)部。這種相互靠近會影響音頻設(shè)備、自動門控制器以及其他設(shè)備。這類存在于車輛中的EMI噪聲是可以預(yù)見 的。
但是,對于我們 21 世紀(jì)的人們無時不刻都在使用的手機(jī)來說,情況又如何呢?每一種電子設(shè)備都有其優(yōu)點和缺點。今天,手機(jī)的使用,讓我們可以在任何地點都能夠方便地聯(lián)系朋友、 家人和商業(yè)伙伴。但是,手機(jī)也會產(chǎn)生 EMI 信號,而這還只是問題的開端。手機(jī)的發(fā)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(shè)備和電路的干擾是完全不可預(yù)知的。手機(jī)依靠高RF能量工作。即使達(dá)到了相關(guān)規(guī)定,手機(jī)也可能成為一個非故意的 EMI 源,從而干擾周圍敏感設(shè)備工作。
印刷電路板、時鐘電路、振蕩器、數(shù)字電路和處理器也會成為電路內(nèi)部 EMI 源。對電流執(zhí)行開關(guān)操作的一些機(jī)電裝置,在關(guān)鍵操作期間會產(chǎn)生 EMI。這些 EMI 信號不一定會對其他電子設(shè)備產(chǎn)生負(fù)面影響。EMI 信號的頻譜成分和強(qiáng)度,決定了它是否會對敏感型電路產(chǎn)生意想不到的影響。
可以將某個數(shù)字信號的頻譜成分簡化為其頻率和升時間。時鐘或者系統(tǒng)頻率建立電路的時間基準(zhǔn),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)
10 ns 邊緣率時方程式結(jié)果為約 31.8 MHz。曲線圖顯示,最后一次明顯諧波出現(xiàn)在30 MHz。
圖 1 10 ns 升降時間信號的模擬 EMI 信號
同時,圖 2 所示 1 ns 邊緣率時方程式結(jié)果為 318 MHz 最大頻率。如果您的電路易受 318 MHz 頻帶內(nèi)產(chǎn)生的頻率影響,則 EMI 諧波可能會使您的電路出現(xiàn)干擾。
圖 2 1 ns 升降時間信號的模擬 EMI 信號
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(gòu)件都使用塑料來制造。但是,當(dāng)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(jìn)入到您的敏感系統(tǒng)中,最終帶來嚴(yán)重的破壞。