现代电子产品中的 EMC 问题

对于许多类型的电子设备，联邦通信委员会只要求第 15 部分认证。对于属于第 15 部分规则和法规部分的设备，如果有任何时钟电路可能会辐射可能会导致其他设备出现问题的射频，则会检查发射。敏感性(即设备是否可能受到干扰 而不是干扰)也检查到标称 5 伏/米的场强。

A 类设备：A 类设备专为工业和商业用途而设计。这些设备通常很敏感，因为它们会产生更高的 EMI 活动。此类别下的设备比 B 类设备更好地隔离射频辐射和电磁干扰。因此，A 类设备的要求低于 B 类设备。

B 类设备：B 类设备专为消费者或住宅使用而设计。消费电子产品通常是低功耗的，不像 B 类设备那样频繁使用。因此，它们对内部保护和 EMI 容限提出了更严格的要求。FCC 要求所有设计用于住宅用途的 B 类设备必须具有较低的辐射水平，以防止它们对设备所有者造成有害干扰或烦恼。

虽然在这个级别的 EMC/RFI(电磁兼容性/射频干扰)上进行测试似乎是合理的，但必须更仔细地检查这一点，看看真正需要什么。例如，我看到住宅小区建有接近 100,000 瓦的 FM 和电视发射机。在这种情况下，房主家中的许多物品可能会出现故障。用于电视、DVR、DVD 播放器和机顶盒的基于 RF 的无线遥控器会经常出现故障。“车库开门器”可能会恢复到老式版本——下车，用手臂手动抬起门。

幸运的是，从线源(或接近线源的东西)辐射的射频能量随着距离的平方而减小——因此，在两倍距离处能量减少了四分之一。然而，不幸的是，由于反射和天线增益，能量可以集中并有效地增加强度。

如果进一步研究各种射频源的细节，就会发现适用于任何 2.5/3/4G 网络的智能手机将在天线对面的手机末端产生 40V/m 的电压。安全部队和商业环境中使用的相当常见的双向无线电或对讲机通常是 5W 数字无线电。在数据流动时将其设置在汽车仪表板上可能会使车辆中的仪器暴露在高达 200V/m 的电场中。将手持对讲机放在笔记本电脑、平板电脑或手机附近，可能会出现问题。另一个复杂因素：来自多个设备的信号有时会组合成等于载波数量的平方乘以每个载波峰值功率的电压电平。

射频如何进入易受影响的设备?不是被屏蔽了吗?在 1 GHz 以上的频率下，由于趋肤效应和微波的物理特性，同轴电缆和屏蔽双绞线上的网状屏蔽的有效性开始迅速降低。此外，能量可以与其他信号一起潜入，然后在外壳中重新辐射一次并引起问题。

这些设备会发生什么?对于典型的模拟电子设备，这种能量可以被整流为直流并导致偏置点移动，从而使电路无法工作。运算放大器的输入会产生神秘的偏移电压并在其输出中产生误差。线性电压调节器可能会脱离调节。切换器可以在错误的频率和电压下切换和调节。

对于更纯粹的数字设备，也可能存在问题。时钟信号可能会产生时序和逻辑错误，从而导致在单个(现在是非单调的)边沿上不正确的操作或多时钟。这甚至会导致精心构建的软件出现故障(逻辑可能变得非常不合逻辑)。位可以翻转，任务可以在代码中挂起或死亡，变量和计算可以改变。

一个人陷入了严重的困境。对于在较高电源电压下运行的一些较旧类别的逻辑器件，具有较高的抗噪性。但代价是电池寿命更短，功能更少。使用更常见的较低电压的其他系统使用冗余纠错和检测电路。请参阅 Spansion 和 TI 的新 MCU 的应用信息。这些提供了改进的位翻转阻力。他们在固件中采用具有适当偏执程度的方法来捕捉和清理问题——或者在出现严重错误时重新启动。

你在这方面有什么经验?您是否经历过由于 RFI 导致的电子设备运行不稳定?