工程師常常希望能有一種能解決所有無線電干擾或射頻抗擾問題的方法。不過,由于這些現象都受到物理定律的限制,因此,要征服無線電干擾問題并不容易。
以慣用術語來說,電磁場是無線電信號。電磁干擾(EMI)和射頻干擾(RFI)是相關聯的;事實上,EMI和RFI兩個名詞也經常互換使用。
除少數情況外,無線電干擾主要是用于射頻芯片的系統規格。在多數系統中,通常這類電路是通過機殼(屏蔽)、電源去耦網絡、電力線濾波器和隔離電路與外部世界隔離。但仍有兩種情況例外:直接連接到天線的射頻設備;其它連接到系統輸入和輸出端口的設備。
從系統角度來看,為保護內部系統組件免受EMI或RFI干擾而增加設計復雜性,并不是一種經濟的方法。
工程師可在兩個地方實施靜電放電保護。一是在IC處理和封裝過程中實施內部ESD保護;另一處則是在輸入/輸出端口進行系統級ESD保護。后者性能更強,但這種保護必須采用分立組件實現。
系統與外界連接的部位,是無線電干擾最嚴重的地方。典型的例子就是,當交流電進入系統內部,以及當信號進入諸如電視天線、衛星天線或以太網絡電纜時。
輻射信號一直存在于系統外殼的一側。目前,許多電子產品在設計時,考慮到成本、外形以及防觸電等因素,大多選用塑料外殼。但是,EMI和RFI卻可以直接穿透塑料材質傳播。
因此,制造商必須提供額外的金屬屏蔽,或是在設備外殼內加設導電層。導電層和輕薄的金屬板可以提供靜電保護,而磁屏蔽則需要較重的磁性材料。在這種情況下,印刷電路板和接地的設計,就與直流電源的設計和去耦同樣重要。
事實上,電路中的任何非線性都對雜散信號有校正作用。線性度優良的放大器所需要的校正自然少于線性度差的組件。但若系統處于超負載情況,那么即使采用性能卓越的放大器,仍將引起顯著的失真和非線性。
三端穩壓器(如低壓差穩壓器和電壓基準)包括內部參考電壓(通常是一個帶隙或齊納二極管)、一個放大器和一個導通晶體管。放大器使用反饋比較輸出和參考電壓,并提供一個用以修正輸出誤差的信號。所需的輸出是穩定的直流電壓。當輸入線電壓變化以及輸出負載變化時,穩壓器就啟動穩壓機制,所以需要一定的修正速度或帶寬。不過,必須對修正速度進行限制,以確保平穩控制和穩定輸出。
因此,典型帶寬是200kHz到最高1MHz。當施加大約800MHz的高頻射頻信號到穩壓器的任一端引腳(輸入、輸出或接地)時,反饋回路不會對射頻信號進行衰減或修正。因此,射頻信號便會通過穩壓器傳播。
幸運的是,穩壓器要求電源去耦以消除這種射頻信號。電容器只在低于其自共振點時才工作。
通常,一般的IC不對無線電干擾性進行測試,因為在99.9%的應用中,系統均已受到保護,可免受RFI和EMI的干擾。但是射頻IC(RFIC)是例外。因為RFIC需要在射頻下工作,這些電路必須與內部和外部帶通濾波配合使用,以便只允許所需的頻率進出系統。 |