可攜式產(chǎn)品電磁干擾濾波解決方案

　　電子產(chǎn)品越來越輕薄短小，電子零件的集積度也就越來越高，而電源、接地噪聲(Noise)與訊號(Signal)及其彼此間的耦合(Coupling)現(xiàn) 象，也變成了電子產(chǎn)品在設(shè)計時，主要而必須克服的關(guān)鍵因素。

　　而這些無論是來自于系統(tǒng)外部，或是來自于系統(tǒng)本身的噪聲或訊號，對訊號間的輻射 (Radiation)或傳導(Conduction)干擾問題，若在30MHz到1GHz的頻率范圍，就是所謂的電磁干擾(EMI, Electromagnetic Interference)問題;當影響到了更高頻的無線傳播頻率區(qū)段(RF, Radio Frequency)時，則又稱為無線頻段干擾(RFI, Radio Frequency Interference)的問題。而在可攜式產(chǎn)品中，RFI的問題更嚴重影響到了產(chǎn)品的通訊質(zhì)量。

　　要解決這些煩人的電磁干擾問題，首先從大的方向來分類，可分為訊號完整性(SI, Signal Integrity)的問題，以及電源完整性(PI, Power Integrity)的問題。在實務(wù)的量測解析上，會使用到近場(Near Field)量測的除錯模式(Debug Mode)，及遠場(Far Field)量測的驗證模式。如果對于產(chǎn)品的組件特性及邊界條件掌握度夠高，也可以用仿真軟件(如ANSYS、Keysight、CST...等公司所提 供的電磁模擬工具)來做模擬驗證與預(yù)測。若要對產(chǎn)品中各組件在各種運作下的特性進一步了解，還會使用時頻(Time-Frequency)的數(shù)值分析方法 (如FFT, HHT, enhance-Morlet Transfer...等)。在產(chǎn)品的設(shè)計實務(wù)上，要解決這些問題的手法，不外乎必需使用到濾波(Filter)、移頻(Moving Resonant Frequency)、展頻(SSC, Spread Spectrum Clock)...等手法。

　　展頻的手法，在現(xiàn)今的科技多已做入了集成電路(IC, Integrated Circuit)中，大多與頻率相關(guān)的集成電路都會有展頻的設(shè)計，主要用在解決訊號在線的主頻能量太強之問題。移頻則是一種較籠統(tǒng)的解決方案之說法，主要 目的是把有問題的頻率極點位置，移開出目前所在意的頻段范圍。但是如何找到問題率頻點，大多只能仰賴仿真工具來找出頻率響應(yīng)(Resonant)點，才能 再想對策(如加濾波組件或改變線寬、線長或方向)來重新布局。但是，由前面所提及的解析注意要項中可知，如果對組件特性及邊界條件不夠完整的情形下，非常 容易變成了GIGO(Garbage In Garbage Out)的結(jié)果。而使用濾波器則是最為直觀且直接的解決手法，當然其中也蘊含有移頻的意味存在，然而各種濾波器卻有各自的使用方法及限制。

　　在解決EMI/RFI問題時，最常使用到的濾波器如圖一所示，都是屬于低通濾波裝置。其中π型濾波器(π-Model Filter)是最有效率而簡單的濾波裝置，一般常用的整合性產(chǎn)品又分為CLC及CRC兩種類型，如圖二所示。