抑制RF噪声和EMI的方法和技巧

在噪声进入电路以前减弱噪声对提高设计性能并使产品符合相关标准非常重要。出于这个想法，工程师们应该在设计的每一步(从选择元器件开始)采取预防措施以减少和阻止辐射。本文讨论在保持设计高性能水平的同时抑制电磁辐射(EMI)的方法和技巧，包括正确选择元件、采用多层电路板、尽量减小走线环路面积等。

你也许会奇怪为什么一些航班在起飞和降落时要求你把所有的电子设备关掉大约10分钟。事实上，一些欧洲的航班甚至要求飞行全程都不能开这些设备。现实中，无论是你的CD播放器还是孩子的电子游戏机都不会干扰通信或者导航信号，或者对机舱造成损害。毕竟机舱是有屏蔽的，便携设备的对之产生影响很有限。真正的问题在于飞机有很多窗口。假如300部手机同时开着，这架飞机将成为其它飞机的巨大干扰源，尤其是在机场，在那里飞机都在排队等候起飞。

类似的，大多数电路和系统都受内部“空闲的”发送器和接收器的干扰，而这些器件是设计本身固有的。此 外，这些干扰可能会辐射到别的系统。

近些年来，电磁干扰(EMI)备受关注。可对于很多工程师来说，EMI依然是一个近乎神秘的现象。大多数10kHz或者更高频率的电子产品都必须接受严格的规章制度的管束。在美国，联邦通信委员会(FCC)操制着这些规章制度，同时制造商在把它们的产品投放市场之前必须检测电磁兼容性(EMC)。

销往欧洲的产品同样要符合强制性条例。18个欧洲国家规定大量的产品(包括电子产品和电视游戏)都需要有CE标签。这个标签代表“Conformite Europeenne”或者“European Conformity”，它说明产品遵从欧盟的指令。

在现存指令中，最流行也最严格的就是EMC指令(代码89/336/eec)，它适用于具有潜在电磁发散的电子和电气设备，其目的是防止可能干扰附近设备的辐射。大部分厂家设计的产品都要通过CE认证，即使他们并没有被要求这样做。电磁兼容性反映系统对自身以及周围环境影响的功能性。不管是传导还是辐射，能量必须限制在最低水平。快速转换的器件和陡峭的边沿可产生EMI，干扰频率通过以下公式计算：

fEMI=1/(π×tRISE)

与许多人认为的相反，大部分模拟电路容易受射频干扰。这些电路的工作频率较低，但这并不意味它们不会被高频的干扰源影响。一般来说，模拟电路比数字电路对干扰更敏感。由于有高频信号，所以数字电路通常是发射源。但对两种电路，我们都要在设计电路板早期加以注意，以防止可能导致重新设计的干扰。

尽管产品通过所有强制认证测试非常关键，但优化设计以达到最佳性能也很重要，尤其对高精度电路来说。EMI在电路板上可以通过电缆、电流脉冲、甚至被动元器件发射、传播。

辐射还能影响温度，而温度又间接影响电子电路的精确性。每1千拉德(rad，辐射剂量单位，1rad=1×10-5焦耳/千克)的辐射就能造成40°C的温度漂移。另外，电路很容易吸收并且放大噪声，从而造成严重干扰。因此，对设计工程师来说，在噪声进入电路以前便减弱它非常重要。出于这个想法，工程师们应该在设计的每一步(从选择元器件开始)采取预防措施以减少和阻止辐射。