電磁干擾(EMI)甚至可能困擾周到的RF /微波設計,并需要測量,建模和規劃控制。
使用電磁(EM)能量的設計人員經常面臨泄漏的威脅,即雜散的EM能量可能進入電路或系統的部分,在這些部分中,它可能弊大于利。當發生這種情況時,EM能量呈現電磁干擾(EMI)的形式。它不僅會破壞它所源自的電路或系統的性能,還能破壞附近電路和系統的性能。幸運的是,有許多方法可以檢測和修復EMI問題,設計或修改電子設備以在不接近彼此干擾的情況下操作的過程被稱為實現電磁兼容性(EMC)。
EMI很難被發現,因為它有多種形式,例如自然發生的(太陽輻射,閃電),人造,連續,脈沖,窄帶,寬帶,輻射和傳導能量。因為它只能在某些頻率下發生,所以EMI也很難測量和建模,并且通常不僅需要考慮電路或系統中的基頻,還需要考慮諧波頻率和雜散信號內容。
在電路級,印刷電路板(PCB)上的任何長信號跡線都可以兼作天線或EM能量的輻射源,信號互連也可能導致不需要的EM輻射。EMI可具有電(E)場和/或磁(H)場特性,例如,在具有高電壓但低電流的電路中,E場的場強遠高于H場的場強,并且E場據說占主導地位。在具有低電壓和高電流的電路中,反之亦然,并且H場占主導地位。E場強度以V / m測量,而H場強度以A / m測量。EM波阻抗Z w是E場強度與H場強度的比率,以Ω為單位測量。
在系統級,跟蹤和控制EMI甚至可能更棘手,因為可能存在多個EMI(例如接收器內的本地振蕩器),并且它們可能位于可能受輻射發射影響的組件的近距離內(例如作為混頻器或模數轉換器)。
除了使電子設計正常運行外,EMI還必須符合世界各地不同組織制定的標準,包括美國聯邦通信委員會(FCC)和國際電工委員會(IEC)。美國的軍用標準甚至更為嚴格,并在諸如MIL-STD-461D,“控制電磁干擾和輻射和易感性的要求”和MIL-STD-462D“電磁干擾特性的測量”等文件中進行了概述。
用于EMI的電路和系統的分析通常涉及寬帶頻譜分析儀或EMI測試接收機。兩種測試儀器的支持者將討論每種測量儀器的優點,每種測量儀器都有其優點和缺點。
實現EMC需要完全控制EM環境,這通常涉及將電路或系統置于消聲室中以消除外部RM源。一旦在RM密封環境中,不僅可以檢測被測電路的輻射發射,而且還可以引入高級EM源來評估電路或系統對EM的敏感性。一些公司,如放大器研究(AR)和儀器工業,不僅提供放大器,而且提供完整的EMC測試系統。
在EMI和EMC的建模設計方面,基于各種不同的分析技術,EM模擬器的數量很多。通過軟件包的數量排序,包括獨立程序以及較大系統級模擬器中的模塊,可能令人生畏。
無論規劃多么謹慎,任何設計都容易受到EMI的影響,由于需要控制EMI,一個行業已經圍繞屏蔽材料的發展而成長,例如墊圈,導電粘合劑,甚至導電涂料,它們可以添加到電子產品的外殼中以實現EMC。EM屏蔽的工作原理是通過其屏蔽效能(SE)來衡量的。
EM屏蔽基本上是放置在EM發射器和基座之間的任何屏障,并且其設計用于降低發射器的場強。EM發射極場強的損失是勢壘的電學和物理特性的函數,例如其滲透性,導電性和厚度; EMI的頻率; 以及從EMI源到屏障/屏蔽的距離。屏蔽的總SE是反射,吸收和再反射損耗的總和。
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