随着各种彩色LCD面板的大量上市，以笔记本电脑为首的各种便携式信息终端设备应运而生。电磁干扰EMI（Electromagnetic Interference）这一古老问题，又在便携式电脑研发现场上出现。

这是两年前发生的真实故事：某LCD面板厂家新开发的SVGA（800×600像素点）的彩色LCD板问世，并且很快取代以往的彩色LCD板旧产品；初次采用SVGA型彩色LCD板装备笔记本电脑的厂家，由于未能把新笔记本电脑发射的噪声电平控制在规定值以下，结果错过上市期。在产品生产周期日益缩短的PC机市场上，一旦产品不能及时上市，当然很难向外销售。这一悲剧竟然波及LCD生产厂家，由于害怕SVGA型LCD板大量积压影响运营，不得不削价出售给有能力抑制EMI的其它PC机厂家。

设计自由度不大

笔记本电脑EM对策的目的在于把由笔记本电脑发射出来的电磁噪声电平控制在规定的标准之下，例如，日本遵循VCCI（Voluntary Control Council for Interference by Data Equipment & Electronic Office Machines）规定的标准值，参阅图1所示。这是日本某PC机大制造商对其笔记本电脑进行实测的结果，以VCCI规定的标准值为基准，在100MHz、120MHz、200MHz和300MHz等频段所对应的放射噪声强度均已超过标准值。从噪声频率特性分析，预计是由印刷电路板等处产生的。于是，可以对症下药采取相应对策。

通常，当试制出笔记本电脑之后，最长时间也不能超过2个月，一定要把EMI限制在VCCI规定值以下。如若不能在如此短的时间内，找出妥善的EMI对策，就可能严重推迟产品上市时间，其后果是不堪设想的。

然而，为什么笔记本电脑的EMI对策如此困难呢，因为限制因素太多导致设计自由度很小。例如，对笔记本电脑的筐体上进行电镀金属屏蔽，虽然是行之有效的EMI对策，但是成本也提高数千日元。也就是说，价格是很重要的制约因素。众所周知，笔记本电脑是价格激烈竞争的产品，如像表1所示的EMI对策方法都不同程度的带来成本增加 。因此，不能说是理想的方法。      

            
 对于抑制EMI用元件的重量也有严格要求，很难应付。例如，松下电器产业PC机事业部官员谷口尚史先生指出，给予从事抑制EMI技术人员的自由度很小，限制使用超过10克重的抑制EMI元器件。如果不能严格地遵循规定的重量范围，则笔记本电脑的身价大跌。

EMI对策突变

EMI对策是个老问题，也是新问题，采取抑制EMI的方法难度愈来愈大。通常，电子机器开发的最初并未考虑这一问题。而是在最终阶段面临采取对策问题。这对于工程设计人员工作很不利，处于被动地位应付这一干扰问题，而不是采取有备无患的方式。

另外，近年来的笔记本电脑里，微处理器和LCD板等有源器件的工作频率和总线的工作频率呈直线上升趋势，也迫使人们感到采取EMI对策的难度愈来愈大。富士通公司模拟技术开发部官员山口正德指出，工作频率变高以后，以往的EMI对策方法开始不适用，寻求新的EMI方法当然也就更困难起来。关于这个问题，如果参阅图2所示的笔记本电脑里的3大EMI发生源，就容易理解。其中，（1）LCD面板的电缆等是第1个EMI发生源，它与图形控制器LSI电路之间交换图像信号的频率高达100MHz，容易产生EMI；（2）微处理器时钟频率高达100MHz以上，它同PCI总线之间形成第2个EMI发生源；（3）调制解调器和声频电路也是EMI发生源，尽管其工作频率并不高，但是它有独立的时钟发生器而且与外部机器之间通过电缆连接。

从上述事实可以理解笔记本电脑厂家初次使用新的液晶显示器LCD板被弄得焦头烂额，也是很自然的事情。彩色LCD板的像点增加，工作频率自然提高，例如，VGA（640×480像素点）型LCD板的工作频率仅为25MHz，而SVGA（800×600像素点）型LCD板的工作频率突然跳到40MHz。

现在，笔记本电脑配置的液晶显示器LCD板，已开始由SVGA型LCD板向XGA（1024×768像素点）型彩色TFT－LCD转移，一旦笔记本电脑配置有XGA型LCD板，则图形控制LSI电路与LCD板之间交换信图像信号的工作频率将高达65MHz。且说，今年新上市的笔记本电脑新产品，装备有SXGA（1280×1024像素点）型LCD面板，其工作频率已达到112MHz。

而且，新一代外围设备接口IEEE1394已进入商品阶段，其时钟频率将突破100MHz大关，没有新的有效EMI对策是不行的。

筐体开口部就是发射天线

时钟频率一旦跨入100MHz频段，以往长期积累的有关EMI对策方面的技术诀窍已不再适用。据笔记本电脑开发人员称，在笔记本电脑中提出许多EMI新问题。例如，经常使用的抑制电磁干扰的器件像EMI滤波器等，现已不适合于新笔记本电脑。请参阅图3所示的原因。笔记本电脑里安装的电子元器件和电路部件，其时钟频率一超过100MHz，将出现以往从未见过的现象：（1）幅射的噪声频率和信号的高频成份频率相同，不可能再用EMI滤波器进行滤波，请参阅图3（a）所示的现象；（2）信号波长变短，在筐体和信号布线里产生谐振现象，请参阅图3（b）所示的现象；（3）因为，信号波长变短，笔记本电脑筐体上设置的用于连接外部机器的插孔，都将变成幅射电磁干扰的天线，参阅图3（c）所示。

在印刷电路布线板上接入EMI滤波器的目的在于把噪声发生源发出的高频成份滤掉，通常可将发射的200MHz、300MHz和500MHz的噪声滤掉；如今信号频率增高，现已高达100MHz，其信号的2次谐波为200MHz，3次谐波为300MHz，5次谐波为500MHz；若采用EMI滤波，则必然也将信号的谐波频率滤掉，导致信号波失真，脉冲信号前沿变慢乃至产生误操作。

而且，信号时钟频率一升高，则其波长变短。为此，笔记本电脑的筐体里或信号线里引起谐振现象。这是新问题，以往笔记本电脑里，信号波长比较长，很少发生谐振现象。但是，现在这种现象却比较普遍。例如，某笔记本电脑的外壳筐体长度为25cm，许多信号配线长度也是25cm，然而数字信号频率（基波）为100MHz；信号的3次谐波当然是300MHz，其3次谐波的波长为1m，其1/4波长刚好也是25cm；因此，高频电流在信号布线里产生谐振，而辐射的电磁波引起筐体谐振，于整个笔记本电脑里到处都共振起来。

数字信号频率再提高，其波长更短，笔记本电脑筐体上设置的连接用插孔，都将变成辐射EMI的天线。例如，RS－232连接器插孔，PCMCIA卡的插孔，都将成为辐射EMI的天线。这在以往的笔记本电脑里根本不会出现这种现象，因为数字信号的波长比较长，发射的EMI根本穿不过连接器的插孔。

1GHz以上应纳入EMI限制范围

随着笔记本电脑里装备的电子元器件等电路块的时钟频率提高，对于EMI限制的规格也应该重新认识。因为，便携式信息处理机器的EMI影响很广，甚至威胁到人民生命财产安全，实非危言耸听。

以往限制EMI的规格，把电磁干扰噪声的频率限定在1GHz以下。现在，由于电子元器件和电路块的时钟频率空前提高，幅射的电磁干扰频率都超过1GHz。例如，微处理器内部时钟频率已超过200MHz，LSI芯片发射的电磁噪声频率已超过1GHz。其结果往往产生恶劣影响，轻者影响移动电话和简易便携电话PHS服务，重者在收音机起落时造成机毁人亡的恶性事故。为防范于未然，现在已开始研究限制EMI的新规格。例如，国际电工技术委员会IEC（International Electrotechniacl Commission）的下属机构CISPR（International Special Committee on Radio Interference）面临的新任务是将要制定限制EMI规格CISPR22，因为它是1GHz以下的EMI限制规格，欧洲EMI执行限制规格（EMC指令），日本执行的EMI限制规格（VCCI）以及韩国和中国台湾省使用的EMI限制规格，也都是左于CISPR22而制定的规格，尽管美国联邦通信委员会FCC（Federal Communications Commission）制定有自己的EMI限制规格，但是，也基本上是遵循CISPR22的内容。因此，各国和地区使用的限制EMI规格，都面临着修改问题。

EMI对策将有根本性变化

回顾以往EMI对策方法，将已试制的笔记本电脑置于图4所示的电波暗室里，实测它所发出的电磁干扰；或把笔记本电脑放置在专门设备上（该设备建立于山间或海岸重波干扰极少的地方），进行实测笔记本电脑发射的EMI，针对实测结果，采取相应对策，叫做对症疗法的EMI对策。这种方法的测试设备一次投资为数亿日元，如像电波暗室内壁是全用铁氧体材料围起来的6面体，而屏蔽材料每隔10年需全部更新，如今象这样的设备还不是很多，如像TDK的EMC中心的电波暗室24小时开放运行。
随着笔记本电脑出现的EMI新问题，必须强化限制EMI的规格，EMI对策也应有根本性变化。
1、从早期入手

最近，许多PC机生产厂家开始放弃以往的对症下药的EMI对策，试图从根治EMI角度采取对策，参阅图5所示的EMI对策变迁。其中，图5中的椭圆部分表示用于EMI对策所花费的工作量，椭圆部分愈大则表示用于EMI对策的工作量愈大。例如，图5（a）所示的方法，由于设计时考虑抑制EMI的因素很少，工作量也不大；但是，试制后经测量发现由于笔记本电脑里电子元器件等的时钟工作频率提高，采取对症下药形式的EMI对策方法的工作量极大，而且往往投入大量时间、人力和物力还不能解决，白白地造成浪费。

鉴于此情，现在很多PC机厂家采取图5（b）所示的方法，抑制EMI的人员参与笔记本电脑开发计划和设计，充分研究可能发生EMI的诸多因素。例如，东芝公司计算机PC工程机设计部官员分析指出，在印制电路板和筐体设计阶段里，抑制EMI的技术人员根据工作经验对设计方案进行充分校验，尽量防患于未然。

此外，三洋电机，日本IBM和松下电器等公司PC机设计部门里，也让抑制EMI的技术人员参与印刷电路板和筐体设计，即使是抑制EMI的技术人员不直接参与的情况下，设计工作者也要参考企业内EMI抑制用手册核对设计方案。因为，这种手册是根据抑制EMI的技术人员多年经验编写成的，具有一定的指导意义。

但是，这种设计校核主要根据经验积累的抑制EMI的技术诀窍，也不能说就是万全之计。因为，装备笔记本电脑的彩色LCD板和新型微处理器，其时钟频率提高，必要的技术诀窍也相应地发和。如东芝公司计算机PC机设计部官员所指出的那样，时钟频率提高，需要增加新的设计规则；但是，尽管如此也不敢说是万无一失，预料不到的因素还是有的。

2、将来怎么办

面对现实情况，日本IBM、日立和富士通等PC机制造商，都认为现在像图5（b）所示的那种方法，仍然是不符合技术发展的要求，在日本为了开发针对GHz频段幅射EMI的测量技术和EMI对策技术，日本邮政省和基础技术研究促进中心以及有关的高技术企业共同出资，已于1996年3月建立环境电磁技术研究所。这标志日本从政府部门到高技术企业开始从根本上入手解决EMI新问题。

日本日立公司的技术开发部官员分析指出，在电子元器件时钟频率日益增高的今天，单纯依靠抑制EMI的技术人员经验很难符合限制EMII的规格要求；现在，必须彻底地查明辐射EMI为什么会产生，由哪里产生的，弄清其本质，才能确立出一种行之有效的EMI对策，参阅图5（c）所示的新方法。例如，美国Applied Simulation Technology公司开发出一种EM真器软件叫作“Apsim RADIA”，它能对信号传输电路进行模拟，求出流经印刷电路板布线里的电流波形，再利用它计算幅射EMI之值。
3、抑制EMI的元件高频化
随着笔记本电脑里电子元器件的时钟频率提高，抑制EMI用的元器件也必须相应在高频化。这类元件很多，铁氧体磁罩、EMI滤波器，共模扼流圈（Common Mode Choke Coil）等。它们的频率特性，往往都和原材料特性相关，因此，改善这些元件的频率特性也是电子元件领域的重要课题。