2 EMI 來源和輻射排放

EMC 是指電氣系統在有 EMI 的情況下在其預定環境中正常工作的能力，並且不會成爲超出相關標準 [1] 規定限制的電磁環境干擾源。

EMI 可以輻射或傳導。輻射干擾以無線電波的形式傳輸，也稱爲 RF 干擾。傳導式干擾來自於傳輸訊號與電源之纜線電流所產生的磁場。

本文的重點是儘量減少輻射排放。在印刷電路板 (PCB) 或安裝在 PCB 上的積體電路 (IC) 內部，部分輻射排放的主要來源包括：

• 時脈號等切換訊號，並在數位訊號轉換期間快速變更電壓位準。這是因為訊號中的高頻元件所造成。切換和時脈訊號是 IC 內部和當中之各種零組件運作同步化的重要關鍵。
• 切換穩壓器和其他零組件，會導致電流透過電源線快速變化。
• 輸入/輸出緩衝器，尤其是與高速介面相關的緩衝器，如 USB、HDMI 或乙太網路，因為它們可處理高速訊號轉換。
• IC 內部電路中以高於基頻訊號的頻率產生的非線性行為所建立的諧波。
• IC 互連及架構中的寄生電容、電感與電阻。
• 靜電放電 (ESD) 事件會觸發 ESD 保護電路。

圖 2 說明 TI 的 AMC131M03 電氣隔離類比轉數位轉換器 (ADC) [8] 以及因內部架構和 PCB 連接而產生的主要輻射排放源。ADC 用於三相能源計量應用，且 圖 2 顯示單相 (相位 A) 的電路。訊號鏈設計用於擷取電壓和電流測量值以進行能量監測 [8]。ADC 通道 0 使用分流電阻測量相位電流，通道 1 透過電阻分壓器 [8] 測量相位電壓。最相關的排放源是內部切換 DC/DC 轉換器 (a 在 圖 1 中)，會在高壓側 [8] 中產生隔離電源。輻射排放的第二高源是數位字隔離 (b 在 圖 2中)，因爲是透過堆疊式電容器屏障 [8]、[9] 使用高頻開/關鍵控傳輸進行實作。此外，時脈訊號在寬頻率範圍內發射輻射，例如 ADC 調變器時鐘 CLKIN (c 在 圖 2 中) 以及 ADC 和微控制器 (d 在圖 2 中) 之間的數位通訊介面。