2 EMI 和輻射發射來源

EMC 是指在存在 EMI 的情況下，電氣系統在其預定環境中正常運行的能力，以及不成為超出相關標準規定限制的電磁環境干擾源的能力 [1]。

EMI 可以是輻射干擾，也可以是傳導干擾。輻射干擾以無線電波的形式傳播，也稱為射頻干擾。傳導干擾來自傳輸信號和電力的電纜中電流產生的磁場。

本文重點關注如何盡可能減少輻射干擾。在印刷電路板 (PCB) 上或安裝在 PCB 上的集成電路 (IC) 內部，輻射發射的一些主要來源包括：

• 開關信號，如時鐘信號，在數字信號轉換過程中電壓電平會快速發生變化。這是因為信號中含有高頻成分。開關和時鐘信號對于 IC 內部和 IC 之間各種元件的同步運行至關重要。
• 開關穩壓器和其他元件，它們會導致電源線上的電流消耗快速變化。
• 輸入/輸出緩沖器，尤其是與 USB、HDMI 或以太網等高速接口相關的緩沖器，因為它們需要處理高速信號轉換。
• 在頻率高于基波信號時，IC 內部電路中的非線性行為產生的諧波。
• IC 互連和結構中的寄生電容、電感和電阻。
• 觸發 ESD 保護電路的靜電放電 (ESD) 事件。

圖 2 展示了 TI 的 AMC131M03 電隔離模數轉換器 (ADC) [8] 及其內部架構和印刷電路板上的連接所產生的主要輻射源。ADC 用于三相電能計量應用，圖 2 顯示了單相（相 A）的電路。信號鏈的設計目的是提取電壓和電流測量值，用于能源監測 [8]。ADC 通道 0 通過分流電阻器測量相電流，通道 1 通過電阻分壓器測量相電壓 [8]。對輻射影響最大的是內部開關直流/直流轉換器（圖 1 中的 a），它在高壓側產生隔離電源 [8]。第二大輻射發射源是數字隔離（圖 2 中的 b），因為它是通過堆疊電容屏障使用高頻開/關鍵控傳輸實現的 [8]，[9]。此外，時鐘信號也會在很寬的頻率范圍內產生輻射，例如 ADC 調制器時鐘 CLKIN（圖 2 中的 c），以及 ADC 和微控制器之間的數字通信接口（圖 2 中的 d）。