1 簡介

現(xiàn)今使用的電子裝置數(shù)量不可勝數(shù)，加上這些裝置的體積尺寸越來越精小，使電磁干擾 (EMI) 成為電路設(shè)計人員的主要課題。用於通訊、運算和自動化的電路需要在接近 [1] 的範(fàn)圍內(nèi)執(zhí)行。產(chǎn)品也必須符合政府電磁相容性 (EMC) 法規(guī)。幾乎每個國家/地區(qū)都對其境內(nèi)行銷或銷售的電子產(chǎn)品的 EMC 進行管制。在美國，聯(lián)邦通信委員會 (FCC) 設(shè)立法規(guī)來規(guī)範(fàn)所有商業(yè) (非軍事) 電磁輻射源 [2]，並在美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會 (ANSI) 的標(biāo)準(zhǔn) C63.4 [3] 中定義輻射和傳導(dǎo) EMI 測試程序。歐盟 (EU) 國家/地區(qū)對電磁排放和電子裝置抗擾性進行了監(jiān)管；電磁相容性指令 [4] 基本上規(guī)定設(shè)備必須符合 EMC 的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，並據(jù)以進行測試和標(biāo)籤。

有大量的 EMC 標(biāo)準(zhǔn)與各種類型的設(shè)備息息相關(guān)。例如，國際電工委員會 (IEC) 61000 標(biāo)準(zhǔn)涵蓋大多數(shù)商用產(chǎn)品的抗擾性要求，而國際無線電干擾特別委員會 (CISPR) 32 標(biāo)準(zhǔn)則規(guī)定傳導(dǎo)與輻射排放的限制 [5]。 表 1 列出了相關(guān)產(chǎn)品領(lǐng)域的 CISPR、歐洲規(guī)範(fàn)和 FCC 標(biāo)準(zhǔn)。美國和歐盟以外的許多其他國家/地區(qū)指定須符合 FCC 或 EU EMC 要求，或訂立他們自己的規(guī)範(fàn)。美國和歐洲以外國家/地區(qū)的法規(guī)通常類似於 FCC 或歐盟規(guī)定 [6]。

在考慮智慧電表等特定類型設(shè)備時，低 EMI 要求變得更加明顯。智慧電表是未來能源分配的極重要的一環(huán)。智慧電表能爲(wèi)公用事業(yè)和最終用戶提供即時用量數(shù)據(jù)，幫助用戶人監(jiān)控能源使用情況，同時免除了挨家挨戶抄電表數(shù)據(jù)的麻煩。大多數(shù)智慧電表是透過無線 M-Bus 或 ZigBee 等無線通訊 [7] 進行連線，或是連接行動電話網(wǎng)路 (GSM、LTE cat NB1- NB2- NB2、 2G/3G/5G)。如 圖 1 中所示，智慧電表包含射頻 (RF) 發(fā)送器電路，通常位於與電能計量 (計量學(xué)) 電路板相同的外殼中。務(wù)必儘量減少計量電路的輻射排放，以避免干擾射頻通訊，因爲(wèi)射頻通訊能以 800MHz、900MHz、1,800MHz、2,100MHz 或 2,700MHz. 等頻率運作。計量電路還需要抗電磁敏感性 (能夠承受無線通訊的電磁能量)，以避免射頻雜訊注入敏感電能量測前端時出現(xiàn)計費錯誤。

本文說明 EMI 來源 (特別指輻射排放) 並呈現(xiàn)一些將類比訊號鏈 EMI 最小化的技術(shù)，其中包含詳細(xì)佈局範(fàn)例與量測結(jié)果。