了解传导产生的EMI电磁干扰问题

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[导读]电磁干扰是我们生活的一部分。许多人认为电子产品的普及是一件好事，因为它们提高了我们的舒适度、安全性和健康度。这些产品还带来了潜在的电子有害 EMI 信号。EMI 信号可以来自各种来源，包括我们周围常见的电子设备，以及车辆和重型设备。在汽车设计中，其中一些 EMI 发生器与车辆的敏感电子电路位于同一个机柜中。这种接近会影响音响设备、自动门控制和其他设备。

电磁干扰是我们生活的一部分。许多人认为电子产品的普及是一件好事，因为它们提高了我们的舒适度、安全性和健康度。这些产品还带来了潜在的电子有害 EMI 信号。EMI 信号可以来自各种来源，包括我们周围常见的电子设备，以及车辆和重型设备。在汽车设计中，其中一些 EMI 发生器与车辆的敏感电子电路位于同一个机柜中。这种接近会影响音响设备、自动门控制和其他设备。

每一种电子设备，包括手机，都会产生好的和坏的特性。如今，手机为几乎在任何地方与朋友、家人和商业伙伴交谈提供了便利。然而，它们也有可能产生 EMI 信号——而这些信号只是问题的一部分。这些设备的发展超越了基本的电话服务，包括智能手机功能。

有意和无意的 EMI 辐射器的扩散会对您的电路造成严重破坏。来自这些辐射器的信号不会污染您的电路，但您可能希望让您的低噪声系统免受伤害。想象一下医生使用 ECG(心电图)诊断工具仔细检查您的心脏。这种高精度测量也是低频的，因此电子设备不会超过 1 MHz。但是，如果您连接到 EMI 设计不佳的 ECG 工具，并且您的医生在测试期间接听了他的手机，您可能需要担心。

辐射功率密度单位也可以描述窄带事件。EMI 窄带辐射功率密度的度量单位是瓦特每平方米。通信工程师使用 EMI 信号的功率密度表示来解决窄带 EMI 问题。您可以将辐射功率密度单位转换为以毫瓦为参考的分贝，其中 dBm=10 log(W)。

您可以使用示波器观察时域中的 EMI 信号，并使用频谱分析仪来评估频域中的 EMI 信号。但是，通过 FCC 和欧洲 CISPR 认证的公司必须在其产品投放市场之前执行所有辐射 EMI 测量。此要求可确保根据 FCC 或 CISPR 规定，测试结果准确无误。测试方法包括环境条件，以及校准的 EMI 测试设备和天线。FCC 和 CISPR 要求您的设备传输的辐射信号符合指定值。FCC 和 CISPR 相关文件包括 EN 55011、EN 55013、EN 55014、EN 55015、EN55022 和 EN 50081-1.2。

辐射电磁干扰噪声可能源自无意的源和无意的天线。传导 EMI 噪声也可能源自辐射 EMI 噪声源或电路板组件。一旦您的电路板接收到传导噪声，它就会驻留在应用电路的 PCB 走线中。常见的辐射 EMI 噪声源包括前面文章讨论的元素以及板载 SMPS(开关模式电源)、连接线以及开关或时钟网络。

传导 EMI 噪声是开关电路正常工作与寄生电容和电感相结合的结果。说明了可以耦合到 PCB 迹线中的 EMI 噪声源的来源。Vemi1 起源于交换网络，例如时钟信号或数字信号迹线。这些噪声源的耦合模式是通过走线之间的寄生电容。这些信号将电流尖峰传输到相邻的 PCB 走线。

Vemi2 再次源自开关网络或 PCB 上的天线。这些噪声源的耦合模式是通过走线之间的寄生电感。该信号将电压干扰传输到相邻的 PCB 走线。

第三个 EMI 噪声源是电缆中相邻电线的结果。沿着这些电线传输的信号会产生串扰效应。

SMPS 生成 Vemi4。来自 SMPS 的噪声在电源走线上出现并显示为 Vemi4 信号。在正常运行期间，SMPS 电路会产生传导 EMI 机会。这些电源中的开关会产生大的不连续电流。这些不连续性存在于降压转换器的输入、升压转换器的输出以及反激式和降压-升压拓扑的输入和输出端口。来自开关动作的不连续电流会产生电压纹波，该纹波通过 PCB 走线传播到系统的其他部分。来自 SMPS 的输入电压纹波、输出电压纹波或两者都会影响负载电路的运行。

传导发射要么是差模干扰，要么是共模干扰。差模干扰信号出现在电路的输入端之间，例如信号和接地端。电流以相同相位流过两个输入。但是，一个电流输入的方向与另一个电流输入的方向相同或相反。这两个输入端的负载会产生随电流大小变化的电压。线路 1 和差分参考之间的这种电压变化会在系统中产生噪声或通信错误。

当您在电路中添加接地回路或不需要的电流路径时，就会发生共模干扰。如果存在干扰源，则共模电流和共模电压会在两条线路上产生，而接地回路则充当共模参考。差模和共模干扰都需要滤波器来对抗 EMI 的不利影响。