工程師常常希望能有一種能解決所有無線電干擾或射頻抗擾問題的方法。不過,由于這些現(xiàn)象都受到物理定律的限制,因此,要征服無線電干擾問題并不容易。
以慣用術(shù)語來說,電磁場(chǎng)是無線電信號(hào)。電磁干擾(EMI)和射頻干擾(RFI)是相關(guān)聯(lián)的;事實(shí)上,EMI和RFI兩個(gè)名詞也經(jīng);Q使用。
除少數(shù)情況外,無線電干擾主要是用于射頻芯片的系統(tǒng)規(guī)格。在多數(shù)系統(tǒng)中,通常這類電路是通過機(jī)殼(屏蔽)、電源去耦網(wǎng)絡(luò)、電力線濾波器和隔離電路與外部世界隔離。但仍有兩種情況例外:直接連接到天線的射頻設(shè)備;其它連接到系統(tǒng)輸入和輸出端口的設(shè)備。
從系統(tǒng)角度來看,為保護(hù)內(nèi)部系統(tǒng)組件免受EMI或RFI干擾而增加設(shè)計(jì)復(fù)雜性,并不是一種經(jīng)濟(jì)的方法。
工程師可在兩個(gè)地方實(shí)施靜電放電保護(hù)。一是在IC處理和封裝過程中實(shí)施內(nèi)部ESD保護(hù);另一處則是在輸入/輸出端口進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)ESD保護(hù)。后者性能更強(qiáng),但這種保護(hù)必須采用分立組件實(shí)現(xiàn)。
系統(tǒng)與外界連接的部位,是無線電干擾最嚴(yán)重的地方。典型的例子就是,當(dāng)交流電進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)部,以及當(dāng)信號(hào)進(jìn)入諸如電視天線、衛(wèi)星天線或以太網(wǎng)絡(luò)電纜時(shí)。
輻射信號(hào)一直存在于系統(tǒng)外殼的一側(cè)。目前,許多電子產(chǎn)品在設(shè)計(jì)時(shí),考慮到成本、外形以及防觸電等因素,大多選用塑料外殼。但是,EMI和RFI卻可以直接穿透塑料材質(zhì)傳播。
因此,制造商必須提供額外的金屬屏蔽,或是在設(shè)備外殼內(nèi)加設(shè)導(dǎo)電層。導(dǎo)電層和輕薄的金屬板可以提供靜電保護(hù),而磁屏蔽則需要較重的磁性材料。在這種情況下,印刷電路板和接地的設(shè)計(jì),就與直流電源的設(shè)計(jì)和去耦同樣重要。
事實(shí)上,電路中的任何非線性都對(duì)雜散信號(hào)有校正作用。線性度優(yōu)良的放大器所需要的校正自然少于線性度差的組件。但若系統(tǒng)處于超負(fù)載情況,那么即使采用性能卓越的放大器,仍將引起顯著的失真和非線性。
三端穩(wěn)壓器(如低壓差穩(wěn)壓器和電壓基準(zhǔn))包括內(nèi)部參考電壓(通常是一個(gè)帶隙或齊納二極管)、一個(gè)放大器和一個(gè)導(dǎo)通晶體管。放大器使用反饋比較輸出和參考電壓,并提供一個(gè)用以修正輸出誤差的信號(hào)。所需的輸出是穩(wěn)定的直流電壓。當(dāng)輸入線電壓變化以及輸出負(fù)載變化時(shí),穩(wěn)壓器就啟動(dòng)穩(wěn)壓機(jī)制,所以需要一定的修正速度或帶寬。不過,必須對(duì)修正速度進(jìn)行限制,以確保平穩(wěn)控制和穩(wěn)定輸出。
因此,典型帶寬是200kHz到最高1MHz。當(dāng)施加大約800MHz的高頻射頻信號(hào)到穩(wěn)壓器的任一端引腳(輸入、輸出或接地)時(shí),反饋回路不會(huì)對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行衰減或修正。因此,射頻信號(hào)便會(huì)通過穩(wěn)壓器傳播。
幸運(yùn)的是,穩(wěn)壓器要求電源去耦以消除這種射頻信號(hào)。電容器只在低于其自共振點(diǎn)時(shí)才工作。
通常,一般的IC不對(duì)無線電干擾性進(jìn)行測(cè)試,因?yàn)樵?9.9%的應(yīng)用中,系統(tǒng)均已受到保護(hù),可免受RFI和EMI的干擾。但是射頻IC(RFIC)是例外。因?yàn)镽FIC需要在射頻下工作,這些電路必須與內(nèi)部和外部帶通濾波配合使用,以便只允許所需的頻率進(jìn)出系統(tǒng)。 |