工程師常常希望能有一種能解決所有無(wú)線(xiàn)電干擾或射頻抗擾問(wèn)題的方法。不過(guò),由于這些現象都受到物理定律的限制,因此,要征服無(wú)線(xiàn)電干擾問(wèn)題并不容易。
以慣用術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō),電磁場(chǎng)是無(wú)線(xiàn)電信號。電磁干擾(EMI)和射頻干擾(RFI)是相關(guān)聯(lián)的;事實(shí)上,EMI和RFI兩個(gè)名詞也經(jīng);Q使用。
除少數情況外,無(wú)線(xiàn)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(lèi)電路是通過(guò)機殼(屏蔽)、電源去耦網(wǎng)絡(luò )、電力線(xiàn)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(xiàn)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(lái)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(jīng)濟的方法。
工程師可在兩個(gè)地方實(shí)施靜電放電保護。一是在IC處理和封裝過(guò)程中實(shí)施內部ESD保護;另一處則是在輸入/輸出端口進(jìn)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(shí)現。
系統與外界連接的部位,是無(wú)線(xiàn)電干擾最嚴重的地方。典型的例子就是,當交流電進(jìn)入系統內部,以及當信號進(jìn)入諸如電視天線(xiàn)、衛星天線(xiàn)或以太網(wǎng)絡(luò )電纜時(shí)。
輻射信號一直存在于系統外殼的一側。目前,許多電子產(chǎn)品在設計時(shí),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(zhì)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(shí)上,電路中的任何非線(xiàn)性都對雜散信號有校正作用。線(xiàn)性度優(yōu)良的放大器所需要的校正自然少于線(xiàn)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(zhù)的失真和非線(xiàn)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(gè)帶隙或齊納二極管)、一個(gè)放大器和一個(gè)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(gè)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(xiàn)電壓變化以及輸出負載變化時(shí),穩壓器就啟動(dòng)穩壓機制,所以需要一定的修正速度或帶寬。不過(guò),必須對修正速度進(jìn)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(shí),反饋回路不會(huì )對射頻信號進(jìn)行衰減或修正。因此,射頻信號便會(huì )通過(guò)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(diǎn)時(shí)才工作。
通常,一般的IC不對無(wú)線(xiàn)電干擾性進(jìn)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(jìn)出系統。 |