克服系统设计中的无线电干扰问题

2012-05-11 20:16:54来源: 互联网

电子工程师常常希望能有一种可解决所有无线电干扰(radio susceptibility,RS)或射频抗扰问题的方法。然而,由于这些现象都受到物理定律的限制,因此,要征服RS问题并非那么容易。

  以惯用词汇来说,电磁场是无线电讯号。电磁干扰(EMI)和射频干扰(RFI)是相关联的;事实上,EMI和RFI两个名词也经常互换使用。

  除少数例外,RS主要是用于射频晶片的系统规格。在多数系统中,许多这类电路是透过机壳(遮罩)、电源去耦网路、电力线滤波器和隔离电路与外部世界隔离。但仍有两种情况例外:直接连接到天线的射频设备;其它连接到系统输入和输出埠的设备。

克服系统设计中的无线电干扰问题

  从系统角度来看,为保护内部系统元件免受EMI或RFI干扰而增加设计复杂性,并不是经济的方法。

  工程师可在两个地方实施静电放电保护。一种是在IC处理和封装过程中实施内部ESD保护;另一种则是在输入/输出埠进行系统级ESD保护。后者性能更强,但这种保护须採用分离式元件。

  系统与外界连接的部位,是RS最严重的地方。最典型的例子,是当交流电进入系统内部、以及当讯号进入诸如电视天线、卫星天线或乙太网路电缆时。

  辐射讯号一直存在于系统外壳的一侧。目前,许多电子产品在设计时,考量到成本、外形以及防止触电等因素,大多选用塑胶外壳。但EMI和RFI却可直接穿透塑胶传播。

  因此,製造商必须提供额外的金属遮罩,或是在设备外壳内加设导电层。导电层和轻薄的金属板可提供静电保护,而磁遮罩则需要较重的磁性材料。在此情况下,印刷电路板和接地的设计,便与直流电源的设计和去耦同样重要。

  事实上,电路中的任何非线性都对杂散讯号有校正作用。线性度优良的放大器所需的校正自然少于线性度差的元件。但若系统处于超负载情况,那么即使採用性能卓越的放大器,仍将引起显着的失真和非线性。

  叁端稳压器(如低压差稳压器和电压基準)包括内部参考电压(通常是一个带隙或齐纳二极体)、一个放大器和一个导通电晶体。放大器使用回馈比较输出与参考电压,并提供一个用以修正输出误差的讯号。所需的输出是稳定的直流电压。当输入线电压变化以及输出负载变化时,稳压器就启动稳压机制,所以需要一定的修正速度或频宽。但必须对修正速度进行限制,以确保平稳控制和稳定输出。

  因此,典型频宽是200kHz到最高1MHz。当约800MHz的高频射频讯号施加到稳压器的任一端接脚(输入、输出或接地)时,反馈迴路不会对射频讯号进行衰减或修正。因此,射频讯号便会透过稳压器传播。

  庆幸的是,稳压器要求电源去耦以消除这种射频讯号。电容器只在低于其自共振点时才工作。

  最常见的IC不对无线电干扰性进行测试,因为在99.9%的应用中,系统均已受到保护,可免受RFI和EMI的干扰。但射频IC是例外。因为其工作需要RF,这些电路必须与内部和外部带通滤波结合使用,以便只允许所需的频率进出系统。

关键字:系统设计  无线电  干扰

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2012/0511/article_15928.html
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