現(xiàn)代電子產(chǎn)品中的 EMC 問(wèn)題

對(duì)于許多類型的電子設(shè)備，聯(lián)邦通信委員會(huì)只要求第 15 部分認(rèn)證。對(duì)于屬于第 15 部分規(guī)則和法規(guī)部分的設(shè)備，如果有任何時(shí)鐘電路可能會(huì)輻射可能會(huì)導(dǎo)致其他設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題的射頻，則會(huì)檢查發(fā)射。敏感性(即設(shè)備是否可能受到干擾 而不是干擾)也檢查到標(biāo)稱 5 伏/米的場(chǎng)強(qiáng)。

A 類設(shè)備：A 類設(shè)備專為工業(yè)和商業(yè)用途而設(shè)計(jì)。這些設(shè)備通常很敏感，因?yàn)樗鼈儠?huì)產(chǎn)生更高的 EMI 活動(dòng)。此類別下的設(shè)備比 B 類設(shè)備更好地隔離射頻輻射和電磁干擾。因此，A 類設(shè)備的要求低于 B 類設(shè)備。

B 類設(shè)備：B 類設(shè)備專為消費(fèi)者或住宅使用而設(shè)計(jì)。消費(fèi)電子產(chǎn)品通常是低功耗的，不像 B 類設(shè)備那樣頻繁使用。因此，它們對(duì)內(nèi)部保護(hù)和 EMI 容限提出了更嚴(yán)格的要求。FCC 要求所有設(shè)計(jì)用于住宅用途的 B 類設(shè)備必須具有較低的輻射水平，以防止它們對(duì)設(shè)備所有者造成有害干擾或煩惱。

雖然在這個(gè)級(jí)別的 EMC/RFI(電磁兼容性/射頻干擾)上進(jìn)行測(cè)試似乎是合理的，但必須更仔細(xì)地檢查這一點(diǎn)，看看真正需要什么。例如，我看到住宅小區(qū)建有接近 100,000 瓦的 FM 和電視發(fā)射機(jī)。在這種情況下，房主家中的許多物品可能會(huì)出現(xiàn)故障。用于電視、DVR、DVD 播放器和機(jī)頂盒的基于 RF 的無(wú)線遙控器會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)故障?！败噹?kù)開(kāi)門器”可能會(huì)恢復(fù)到老式版本——下車，用手臂手動(dòng)抬起門。

幸運(yùn)的是，從線源(或接近線源的東西)輻射的射頻能量隨著距離的平方而減小——因此，在兩倍距離處能量減少了四分之一。然而，不幸的是，由于反射和天線增益，能量可以集中并有效地增加強(qiáng)度。

如果進(jìn)一步研究各種射頻源的細(xì)節(jié)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)適用于任何 2.5/3/4G 網(wǎng)絡(luò)的智能手機(jī)將在天線對(duì)面的手機(jī)末端產(chǎn)生 40V/m 的電壓。安全部隊(duì)和商業(yè)環(huán)境中使用的相當(dāng)常見(jiàn)的雙向無(wú)線電或?qū)χv機(jī)通常是 5W 數(shù)字無(wú)線電。在數(shù)據(jù)流動(dòng)時(shí)將其設(shè)置在汽車儀表板上可能會(huì)使車輛中的儀器暴露在高達(dá) 200V/m 的電場(chǎng)中。將手持對(duì)講機(jī)放在筆記本電腦、平板電腦或手機(jī)附近，可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。另一個(gè)復(fù)雜因素：來(lái)自多個(gè)設(shè)備的信號(hào)有時(shí)會(huì)組合成等于載波數(shù)量的平方乘以每個(gè)載波峰值功率的電壓電平。

射頻如何進(jìn)入易受影響的設(shè)備?不是被屏蔽了嗎?在 1 GHz 以上的頻率下，由于趨膚效應(yīng)和微波的物理特性，同軸電纜和屏蔽雙絞線上的網(wǎng)狀屏蔽的有效性開(kāi)始迅速降低。此外，能量可以與其他信號(hào)一起潛入，然后在外殼中重新輻射一次并引起問(wèn)題。

這些設(shè)備會(huì)發(fā)生什么?對(duì)于典型的模擬電子設(shè)備，這種能量可以被整流為直流并導(dǎo)致偏置點(diǎn)移動(dòng)，從而使電路無(wú)法工作。運(yùn)算放大器的輸入會(huì)產(chǎn)生神秘的偏移電壓并在其輸出中產(chǎn)生誤差。線性電壓調(diào)節(jié)器可能會(huì)脫離調(diào)節(jié)。切換器可以在錯(cuò)誤的頻率和電壓下切換和調(diào)節(jié)。

對(duì)于更純粹的數(shù)字設(shè)備，也可能存在問(wèn)題。時(shí)鐘信號(hào)可能會(huì)產(chǎn)生時(shí)序和邏輯錯(cuò)誤，從而導(dǎo)致在單個(gè)(現(xiàn)在是非單調(diào)的)邊沿上不正確的操作或多時(shí)鐘。這甚至?xí)?dǎo)致精心構(gòu)建的軟件出現(xiàn)故障(邏輯可能變得非常不合邏輯)。位可以翻轉(zhuǎn)，任務(wù)可以在代碼中掛起或死亡，變量和計(jì)算可以改變。

一個(gè)人陷入了嚴(yán)重的困境。對(duì)于在較高電源電壓下運(yùn)行的一些較舊類別的邏輯器件，具有較高的抗噪性。但代價(jià)是電池壽命更短，功能更少。使用更常見(jiàn)的較低電壓的其他系統(tǒng)使用冗余糾錯(cuò)和檢測(cè)電路。請(qǐng)參閱 Spansion 和 TI 的新 MCU 的應(yīng)用信息。這些提供了改進(jìn)的位翻轉(zhuǎn)阻力。他們?cè)诠碳胁捎镁哂羞m當(dāng)偏執(zhí)程度的方法來(lái)捕捉和清理問(wèn)題——或者在出現(xiàn)嚴(yán)重錯(cuò)誤時(shí)重新啟動(dòng)。

你在這方面有什么經(jīng)驗(yàn)?您是否經(jīng)歷過(guò)由于 RFI 導(dǎo)致的電子設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)定?