EMI的來源及干擾后果

電磁干擾(EMI)已經(jīng)成為我們生活的一部分，要不要處理呢?許多人認(rèn)為，電子解決方案的廣泛應(yīng)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(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。這些源頭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，手機也會產(chǎn)生EMI信號，而這還只是問題的開端。手機的發(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。手機依靠高RF能量工作。即使達(dá)到了相關(guān)規(guī)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(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度，決定了它是否會對敏感型電路產(chǎn)生意想不到的影響。

您可以將某個數(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) ○方程式 1

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。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

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。