射頻設(shè)計中的電磁干擾EMI / 電磁兼容EMC

電磁干擾（EMI）甚至可能困擾周到的RF /微波設(shè)計，并需要測量，建模和規(guī)劃控制。

      使用電磁（EM）能量的設(shè)計人員經(jīng)常面臨泄漏的威脅，即雜散的EM能量可能進(jìn)入電路或系統(tǒng)的部分，在這些部分中，它可能弊大于利。當(dāng)發(fā)生這種情況時，EM能量呈現(xiàn)電磁干擾（EMI）的形式。它不僅會破壞它所源自的電路或系統(tǒng)的性能，還能破壞附近電路和系統(tǒng)的性能。幸運(yùn)的是，有許多方法可以檢測和修復(fù)EMI問題，設(shè)計或修改電子設(shè)備以在不接近彼此干擾的情況下操作的過程被稱為實現(xiàn)電磁兼容性（EMC）。

     EMI很難被發(fā)現(xiàn)，因為它有多種形式，例如自然發(fā)生的（太陽輻射，閃電），人造，連續(xù)，脈沖，窄帶，寬帶，輻射和傳導(dǎo)能量。因為它只能在某些頻率下發(fā)生，所以EMI也很難測量和建模，并且通常不僅需要考慮電路或系統(tǒng)中的基頻，還需要考慮諧波頻率和雜散信號內(nèi)容。

      在電路級，印刷電路板（PCB）上的任何長信號跡線都可以兼作天線或EM能量的輻射源，信號互連也可能導(dǎo)致不需要的EM輻射。EMI可具有電（E）場和/或磁（H）場特性，例如，在具有高電壓但低電流的電路中，E場的場強(qiáng)遠(yuǎn)高于H場的場強(qiáng)，并且E場據(jù)說占主導(dǎo)地位。在具有低電壓和高電流的電路中，反之亦然，并且H場占主導(dǎo)地位。E場強(qiáng)度以V / m測量，而H場強(qiáng)度以A / m測量。EM波阻抗Z w是E場強(qiáng)度與H場強(qiáng)度的比率，以Ω為單位測量。

   在系統(tǒng)級，跟蹤和控制EMI甚至可能更棘手，因為可能存在多個EMI（例如接收器內(nèi)的本地振蕩器），并且它們可能位于可能受輻射發(fā)射影響的組件的近距離內(nèi)（例如作為混頻器或模數(shù)轉(zhuǎn)換器）。

    除了使電子設(shè)計正常運(yùn)行外，EMI還必須符合世界各地不同組織制定的標(biāo)準(zhǔn)，包括美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）和國際電工委員會（IEC）。美國的軍用標(biāo)準(zhǔn)甚至更為嚴(yán)格，并在諸如MIL-STD-461D，“控制電磁干擾和輻射和易感性的要求”和MIL-STD-462D“電磁干擾特性的測量”等文件中進(jìn)行了概述。

      用于EMI的電路和系統(tǒng)的分析通常涉及寬帶頻譜分析儀或EMI測試接收機(jī)。兩種測試儀器的支持者將討論每種測量儀器的優(yōu)點，每種測量儀器都有其優(yōu)點和缺點。

     實現(xiàn)EMC需要完全控制EM環(huán)境，這通常涉及將電路或系統(tǒng)置于消聲室中以消除外部RM源。一旦在RM密封環(huán)境中，不僅可以檢測被測電路的輻射發(fā)射，而且還可以引入高級EM源來評估電路或系統(tǒng)對EM的敏感性。一些公司，如放大器研究（AR）和儀器工業(yè)，不僅提供放大器，而且提供完整的EMC測試系統(tǒng)。

      在EMI和EMC的建模設(shè)計方面，基于各種不同的分析技術(shù)，EM模擬器的數(shù)量很多。通過軟件包的數(shù)量排序，包括獨立程序以及較大系統(tǒng)級模擬器中的模塊，可能令人生畏。

      無論規(guī)劃多么謹(jǐn)慎，任何設(shè)計都容易受到EMI的影響，由于需要控制EMI，一個行業(yè)已經(jīng)圍繞屏蔽材料的發(fā)展而成長，例如墊圈，導(dǎo)電粘合劑，甚至導(dǎo)電涂料，它們可以添加到電子產(chǎn)品的外殼中以實現(xiàn)EMC。EM屏蔽的工作原理是通過其屏蔽效能（SE）來衡量的。

      EM屏蔽基本上是放置在EM發(fā)射器和基座之間的任何屏障，并且其設(shè)計用于降低發(fā)射器的場強(qiáng)。EM發(fā)射極場強(qiáng)的損失是勢壘的電學(xué)和物理特性的函數(shù)，例如其滲透性，導(dǎo)電性和厚度; EMI的頻率; 以及從EMI源到屏障/屏蔽的距離。屏蔽的總SE是反射，吸收和再反射損耗的總和。