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深度解析EMI輻射信號

發(fā)布時(shí)間:2013-03-14 責(zé)任編輯:easonxu

【導(dǎo)讀】需要距離輻射源多遠(yuǎn)才能使輻射信號不干擾系統(tǒng)呢?需要思考輻射源的輻射能量大小和系統(tǒng)的EMI保護(hù)電路性能兩個(gè)問題。


需要距離輻射源多遠(yuǎn)才能使輻射信號不干擾系統(tǒng)呢?要想知道這個(gè)問題的答案,需要思考下面兩個(gè)問題:1.輻射源的輻射能量大小;2.系統(tǒng)的EMI保護(hù)電路性能如何。本文中,我們將首先討論第一個(gè)問題。

呈輻射狀的電磁干擾(EMI)信號會(huì)從輻射源傳播至某個(gè)接收單元。根本而言,這些信號的功率或者電壓強(qiáng)度在“觸及”敏感的電路時(shí),取決于發(fā)送器的功率/天線增益以及輻射源和接收器之間的距離。

圖1:輻射源和接收器之間的EMI電場和功率密度關(guān)系
圖1:輻射源和接收器之間的EMI電場和功率密度關(guān)系

在進(jìn)行EMI 評估時(shí),可能會(huì)利用電場強(qiáng)度或者輻射功率密度參數(shù)。電場強(qiáng)度量化了輻射源干擾電壓的大小。這種窄帶或者寬帶 EMI 信號測量單位為伏每米(V/m)。您可以根據(jù)喜好,對這種電場強(qiáng)度單位進(jìn)行修改,將它們轉(zhuǎn)換成dBμV/m,其中dBμV=20log(V)+120μV。

窄帶EMI信號一般為重復(fù)信號或者脈沖序列。利用圖1所示簡單公式,可以在距離EMI輻射源的某個(gè)地方,迅速計(jì)算出輻射電壓的極端估計(jì)情Er。寬帶EMI信號一般為單個(gè)脈沖,例如:閃電、一次ESD事件或者火花隙。這些脈沖類型事件都包含多個(gè)頻率。寬帶信號難以測量,因?yàn)樗鼈儾恢貜?fù)且速度快。

輻射功率密度單位也可用于描述窄帶事件。EMI 窄帶的測量單位(輻射功率密度)可以為瓦特每平方米,即W/m2。通信工程師使用功率密度表示EMI信號,用于解決其窄帶EMI問題??梢詫⑤椛涔β拭芏葐挝晦D(zhuǎn)換成dBm/m2,其中dBm(dB milliwatts)=10log(W)。

在實(shí)驗(yàn)室中,可以在時(shí)域和頻域中EMI信號進(jìn)行預(yù)分析。使用一臺(tái)示波器對信號進(jìn)行時(shí)域觀察,然后再使用一臺(tái)頻譜分析儀對信號進(jìn)行頻域評估。但是,通過聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)和歐洲國際特別委員會(huì)(CISPR)無線電干擾認(rèn)證的一些公司,必須在產(chǎn)品上市以前就進(jìn)行所有輻射 EMI 測量。這種要求可以確保測試結(jié)果完全符合FCC和/或CISPR規(guī)定。測試方法包括使用環(huán)境測試,并使用經(jīng)過校準(zhǔn)EMI測試設(shè)備和天線。FCC和CISPR要求設(shè)備發(fā)射的輻射信號必須在規(guī)定值以下。FCC和CISPR相關(guān)文件包括EN 55011、EN 55013、EN 55014、EN 55015、EN 55022 和EN 50081-1.2(通用輻射標(biāo)準(zhǔn))。

圖2:FCC和CISPR輻射限制—30MHz到1GHz
圖2:FCC和CISPR輻射限制—30MHz到1GHz

圖2中,A類限制針對商業(yè)、工業(yè)或者企業(yè)環(huán)境下使用的電子設(shè)備。B類限制針對家用電子設(shè)備。A類限制也可能適用于家用電子設(shè)備。B類限制更加嚴(yán)格,因?yàn)檫@類設(shè)備可能會(huì)靠近TV和無線電接收設(shè)備放置。

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