浅谈EMI信号是如何产生的

infowei · 发表于 2021-5-17 16:15:50

电磁干扰（EMI）已经成为我们生活的一部分，要不要处理呢？许多人认为，电子解决方案的广泛应用是一件好事，因为它给我们的生活带来舒适、安全的享受，并把医疗服务带到我们的身边。但是，这些解决方案同时也产生了具有电子危害的EMI信号。

EMI信号的源头各种各样，其中包括我们身边常见的一些电子设备。小汽车、卡车和重型车辆本身就是EMI信号的产生器。问题在于，这些EMI源与敏感电子电路位于同—车辆内，会影响音频设备、自动门控制器以及其他设备。但这类存在于车辆中的EMI噪声是可以预见的。
然而，对于21世纪的人们无时不刻都在使用的手机来说，情况又如何呢？每一种电子设备都有其优缺点。今天，手机的使用，让我们可以在任何地点都能够方便地联系朋友、家人和商业伙伴。但是，手机也会产生EMI信号，而这还只是问题的开端。手机的发展已超出了其基本的功能，拥有了更多的智能电话功能。这种EMI噪声对于周围设备和电路的干扰是完全不可预知的。手机需要依靠高RF能量工作，所以即使达到了相关要求，也可能成为一个意外的EMI源，从而干扰周围敏感设备工作。
印刷电路板、时钟电路、振荡器、数字电路和处理器也会成为电路内部EMI源。对电流执行开关操作的一些机电装置，在关键操作期间也会产生EMI。这些EMI信号不一定会对其他电子设备产生负面影响。EMI信号的频谱成分和强度，决定了它是否会对敏感型电路产生意想不到的影响。
您可以将某个数字信号的频谱成分简化为频率和上升时间。时钟或者系统频率建立电路的时间基准，但其边缘率形成干扰谐波。图1显示了一个10MHz方波的频谱成分。该10MHz信号的边缘率为10ns。请注意，图1中这些谐波的量级随频率降低。一般而言，这种信号的潜在EMI为：fMAX= 1/(πx tRISE) 10ns边缘率时方程式结果为约31.8MHz。曲线图显示，最后一次明显谐波出现在30MHz。同时，1ns边缘率时方程式结果为318MHz最大频率（图2所示）。如果您的电路易受318MHz频带内产生的频率影响，则EMI谐波可能会使您的电路出现干扰。图1：10ns升降时间信号的模拟EMI信号图2：1ns升降时间信号的模拟EMI信号

实事上，更好的做法是您在源头消除干扰信号而不让它通过您的电路。就车辆而言，越来越多的构件开始使用塑料来制造。但是，当您想要找一个低阻抗接地或者实施信号屏蔽时，这就又成了问题。一旦信号传输获得“自由”，它们便“四处游荡”，从而进入到您的敏感系统中，最终带来严重的破坏。