【模切涂布百科】如何屏蔽和過(guò)濾射頻設(shè)計(jì)的電磁干擾?

抑制射頻EMI(電磁干擾)需要多種解決方案，設(shè)計(jì)者可以在他們的電路板設(shè)計(jì)上或用屏蔽材料來(lái)實(shí)現(xiàn)。恰當(dāng)?shù)碾姶牌帘螌⒂兄趯㈦姶鸥蓴_降至最低。

本文介紹了有效利用 EMI 屏蔽和濾波的技術(shù)。它不僅可以使電子設(shè)計(jì)正常運(yùn)行，而且可以加快產(chǎn)品上市時(shí)間。

典型的射頻 EMI 來(lái)自哪里？

互連可能是射頻 EMI 信號(hào)的主要載體。一個(gè)主要的“RF”違規(guī)者將是屬于全球政府定義的分配無(wú)線電頻段之一的任何信號(hào)。帶高頻射頻信號(hào)的導(dǎo)體會(huì)產(chǎn)生諧波電場(chǎng)和磁場(chǎng)，可能會(huì)導(dǎo)致鄰近的互連網(wǎng)接收到該信號(hào)的復(fù)制品。

開關(guān)諧波，由開關(guān)或通過(guò)電源轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生，也將產(chǎn)生高輻射和傳導(dǎo)的EMI，出現(xiàn)在開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器的輸出端。

此外，射頻EMI可以從開關(guān)諧波或甚至數(shù)字信號(hào)的切換狀態(tài)中發(fā)出。這種類型的噪聲可能在附近的互連和電纜上以電容或電感誘導(dǎo)脈沖的形式出現(xiàn)，而不是以隨機(jī)噪聲的形式出現(xiàn)。

最后，來(lái)自外部源的RF EMI 可能來(lái)自靜電放電 (ESD)，它可以將寬帶脈沖傳導(dǎo)到您的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，甚至通過(guò)電源輸入作為傳導(dǎo) EMI 注入。

電磁屏蔽

電磁屏蔽將通過(guò)使用由導(dǎo)電或磁性材料構(gòu)成的各種屏障來(lái)阻擋電磁場(chǎng)，從而減少電磁場(chǎng)進(jìn)入射頻設(shè)計(jì)。屏蔽通常應(yīng)用于外殼，以將電氣/電子設(shè)備與其嘈雜的環(huán)境隔離開來(lái)。

此外，屏蔽層應(yīng)用于電纜，以將電線與電纜穿過(guò)的環(huán)境隔離開來(lái)。屏蔽射頻電磁輻射的電磁屏蔽稱為 射頻屏蔽。屏蔽也可以減少無(wú)線電波、電磁場(chǎng)和靜電場(chǎng)耦合到設(shè)計(jì)人員的電路中。

用于阻擋靜電場(chǎng)的導(dǎo)電外殼稱為法拉第籠。EMI減少量很大程度上取決于所使用的材料、其厚度、屏蔽體積的大小以及感興趣場(chǎng)的頻率。其他因素包括屏蔽中任何孔對(duì)入射電磁場(chǎng)的大小、形狀和方向。

靜電屏蔽

與低速、低功率密度的電路相比，高速、高功率密度的電子電路對(duì)靜電（稱為靜電放電或ESD）的敏感性/敏感性要高得多。

對(duì)你的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，外部的靜電可能會(huì)導(dǎo)致你的電路設(shè)計(jì)出現(xiàn)災(zāi)難性的故障。為幫助防止任何高電平外部電場(chǎng)損壞您的設(shè)計(jì)，靜電屏蔽的使用將創(chuàng)建一個(gè)屏障以有效隔離您的電路。

靜電屏蔽可能包括靜電屏蔽中允許的小孔，因?yàn)榭涨粌?nèi)的電場(chǎng)對(duì)這種開口來(lái)說(shuō)相對(duì)較小。這種類型的屏蔽通風(fēng)性能也會(huì)更好一些。這種開孔有時(shí)也用于電纜或電線的束縛，以及作為內(nèi)部電路的接入點(diǎn)。

射頻設(shè)計(jì)的 EMI 濾波

無(wú)源濾波是一種通過(guò)使用電感器和電容器在EMI 電流路徑中產(chǎn)生阻抗失配來(lái)減少電子電路傳導(dǎo)發(fā)射的方法。有源濾波還可用于感測(cè)輸入總線上的電壓并產(chǎn)生相反相位的電流，該電流將直接抵消開關(guān)級(jí)產(chǎn)生的EMI 電流。

該圖展示了一個(gè)簡(jiǎn)化的無(wú)源和有源濾波器電路，其中i N是電流源，Z N是來(lái)自 DC-DC 穩(wěn)壓器的差模噪聲的諾頓等效電路阻抗。

圖中所示的濾波器設(shè)計(jì)可用于汽車應(yīng)用。有源濾波器使用電壓感應(yīng)和電流注入，這將實(shí)現(xiàn)低EMI 特征，從而減少占位面積和體積，并提高解決方案成本。使用同步降壓控制器的有源EMI 濾波器 (AEF) 電路的集成有助于解決 DC-DC 穩(wěn)壓器應(yīng)用中低 EMI 和高功率密度之間的權(quán)衡。

總結(jié)

射頻屏蔽是阻止可能導(dǎo)致射頻干擾(RFI) 的射頻電磁信號(hào) EMI 的做法。RFI 會(huì)嚴(yán)重降低電子電路的性能，甚至?xí)惯m當(dāng)?shù)碾娐饭δ芡耆А?/span>

射頻屏蔽是一種保護(hù)電路設(shè)計(jì)者的設(shè)備和設(shè)備免受射頻干擾帶來(lái)的有害影響的手段。它可以通過(guò)在電磁場(chǎng)的潛在來(lái)源以及受干擾者周圍安裝屏障來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)射頻干擾的濾波是通過(guò)電路在電子系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)的，它只允許想要的信號(hào)通過(guò)，而拒絕不想要的射頻干擾信號(hào)。?