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可携式产品电磁干扰滤波解决方案

发布时间:2020-06-30 19:28:43 阅读: 来源:扫雪板厂家

电子产品越来越轻薄短小,电子零件的集积度也就越来越高,而电源、接地噪声(Noise)与讯号(Signal)及其彼此间的耦合(Coupling)现 象,也变成了电子产品在设计时,主要而必须克服的关键因素。

本文引用地址:而这些无论是来自于系统外部,或是来自于系统本身的噪声或讯号,对讯号间的辐射 (Radiation)或传导(Conduction)干扰问题,若在30MHz到1GHz的频率范围,就是所谓的电磁干扰(EMI, Electromagnetic Interference)问题;当影响到了更高频的无线传播频率区段(RF, Radio Frequency)时,则又称为无线频段干扰(RFI, Radio Frequency Interference)的问题。而在可携式产品中,RFI的问题更严重影响到了产品的通讯质量。

要解决这些烦人的电磁干扰问题,首先从大的方向来分类,可分为讯号完整性(SI, Signal Integrity)的问题,以及电源完整性(PI, Power Integrity)的问题。在实务的量测解析上,会使用到近场(Near Field)量测的除错模式(Debug Mode),及远场(Far Field)量测的验证模式。如果对于产品的组件特性及边界条件掌握度够高,也可以用仿真软件(如ANSYS、Keysight、CST...等公司所提 供的电磁模拟工具)来做模拟验证与预测。若要对产品中各组件在各种运作下的特性进一步了解,还会使用时频(Time-Frequency)的数值分析方法 (如FFT, HHT, enhance-Morlet Transfer...等)。在产品的设计实务上,要解决这些问题的手法,不外乎必需使用到滤波(Filter)、移频(Moving Resonant Frequency)、展频(SSC, Spread Spectrum Clock)...等手法。

展频的手法,在现今的科技多已做入了集成电路(IC, Integrated Circuit)中,大多与频率相关的集成电路都会有展频的设计,主要用在解决讯号在线的主频能量太强之问题。移频则是一种较笼统的解决方案之说法,主要 目的是把有问题的频率极点位置,移开出目前所在意的频段范围。但是如何找到问题率频点,大多只能仰赖仿真工具来找出频率响应(Resonant)点,才能 再想对策(如加滤波组件或改变线宽、线长或方向)来重新布局。但是,由前面所提及的解析注意要项中可知,如果对组件特性及边界条件不够完整的情形下,非常 容易变成了GIGO(Garbage In Garbage Out)的结果。而使用滤波器则是最为直观且直接的解决手法,当然其中也蕴含有移频的意味存在,然而各种滤波器却有各自的使用方法及限制。

在解决EMI/RFI问题时,最常使用到的滤波器如图一所示,都是属于低通滤波装置。其中π型滤波器(π-Model Filter)是最有效率而简单的滤波装置,一般常用的整合性产品又分为CLC及CRC两种类型,如图二所示。

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