MI 如何通过介质干扰电路
时间：10-02
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作者：Bonnie C. Baker，德州仪器 (TI) 高级应用工程师
电磁干扰 (EMI) 是我们生活的一部分。随着时间的推移，有意和无意的 EMI 辐射源的大量产生会对电路造成严重的破坏。这些辐射源的信号并非一定会污染电路，但我们的目的就是要让低噪声系统远离这些危害。
我们可以设想，一名医生使用一台心电图诊断设备，想要准确地对心脏进行诊断。在知道这是一台高精密的测量设备后，我们便不会担心讨厌的噪声会出现在诊断结果中。这是一种低频测量，电子设备不会超过 1MHz。但是，如果使用的是一台 EMI 设计糟糕的 ECG 设备，而这时医生又在检查期间使用手机接电话，那么就有理由担心诊断结果了。请参见图 1。
图 1 中，系统的心脏输入信号约为 0.25 mVp-p。这种小信号要求有 6000 V/V 左右的测量放大器增益。幸运的是，图 1 所示情况并不代表医用 ECG 测量设备的实际性能。这种测量实际是使用图 2 所示电路板在工程师的实验室中进行的。
不要掉入这种 EMI 陷阱。小心谨慎地构建电路板，并使用一些抗 EMI 的组件，它与模拟或者数字电路的带宽无关。当应用电路附近存在某个 EMI 源时，该辐射源可能会也可能不会对它产生影响。
使用这种低频电路板时，来自手机的辐射噪声是如何进入到测量结果（请参见图 1）的呢?让我们来回顾和研究整个 EMI 图。在 EMI 方面，共有三个因素起作用：辐射源、辐射信号传播的耦合通路以及辐射受体。本例中的辐射源是显而易见的。但是，EMI 信号源可能通过空中无线传播，也可能通过PCB 传导，并且辐射源不明。
EMI（也称作射频干扰，RFI）通过直接传导或者各种场传播，对受体形成包围之势。这些场直接耦合进入电路连接线和 PCB 线路中，转换成传导型 RFI。
在两个电荷之间形成力需要三个条件：电、磁和电磁场（辐射）。电场（伏特/距离）描述两个物理点之间不均匀电荷分布所形成的力。为了平衡这种电荷分布，电荷之间形成了力。
移动的电荷或者电流形成磁场，它对其周围所有其它电荷施加力。这种场（或者力）随距离增加而迅速减小。请注意，电场和磁场相互关联，一个改变，另一个也同时改变。
最后，电子（或者电荷）的加速度形成电磁场。这种电磁场是产生 EMI 传播最为常见的原因。
有没有一种方法能够解决这个问题呢?下次，我们将讨论引起 EMI 问题的一些辐射源所具有的特性，并介绍一些小技巧，教您如何最小化这种辐射，敬请期待。
参考文献
电磁干扰 (EMI) 是我们生活的一部分。随着时间的推移，有意和无意的 EMI 辐射源的大量产生会对电路造成严重的破坏。这些辐射源的信号并非一定会污染电路，但我们的目的就是要让低噪声系统远离这些危害。
我们可以设想，一名医生使用一台心电图诊断设备，想要准确地对心脏进行诊断。在知道这是一台高精密的测量设备后，我们便不会担心讨厌的噪声会出现在诊断结果中。这是一种低频测量，电子设备不会超过 1MHz。但是，如果使用的是一台 EMI 设计糟糕的 ECG 设备，而这时医生又在检查期间使用手机接电话，那么就有理由担心诊断结果了。请参见图 1。
图 1 1.5 英尺以外的发射器（f = 470 MHz, P= 0.5W）开启和关闭时 ECG 诊断设备的心脏检查结果
图 1 中，系统的心脏输入信号约为 0.25 mVp-p。这种小信号要求有 6000 V/V 左右的测量放大器增益。幸运的是，图 1 所示情况并不代表医用 ECG 测量设备的实际性能。这种测量实际是使用图 2 所示电路板在工程师的实验室中进行的。
图 2 精密型低电平 ECG 心率计电路板的正面图
不要掉入这种 EMI 陷阱。小心谨慎地构建电路板，并使用一些抗 EMI 的组件，它与模拟或者数字电路的带宽无关。当应用电路附近存在某个 EMI 源时，该辐射源可能会也可能不会对它产生影响。
使用这种低频电路板时，来自手机的辐射噪声是如何进入到测量结果（请参见图 1）的呢?让我们来回顾和研究整个 EMI 图。在 EMI 方面，共有三个因素起作用：辐射源、辐射信号传播的耦合通路以及辐射受体。本例中的辐射源是显而易见的。但是，EMI 信号源可能通过空中无线传播，也可能通过PCB 传导，并且辐射源不明。
EMI（也称作射频干扰，RFI）通过直接传导或者各种场传播，对受体形成包围之势。这些场直接耦合进入电路连接线和 PCB 线路中，转换成传导型 RFI。
在两个电荷之间形成力需要三个条件：电、磁和电磁场（辐射）。电场（伏特/距离）描述两个物理点之间不均匀电荷分布所形成的力。为了平衡这种电荷分布，电荷之间形成了力。
移动的电荷或者电流形成磁场，它对其周围所有其它电荷施加力。这种场（或者力）随距离增加而迅速减小。请注意，电场和磁场相互关联，一个改变，另一个也同时改变。
最后，电子（或者电荷）的加速度形成电磁场。这种电磁场是产生 EMI 传播最为常见的原因。
有没有一种方法能够解决这个问题呢?下次，我们将讨论引起 EMI 问题的一些辐射源所具有的特性，并介绍一些小技巧，教您如何最小化这种辐射，敬请期待。
参考文献
- 《运算放大器 EMI 抑制比》，作者：Hall, Kuehl，2011 年 8 月发表于 TI《应用报告（SBOA128）》。
- 《抗 EMI 型运算放大器规范介绍》，作者：Wagt，Staveren，2010 年 1 月 15 日发表于 TI《应用说明（SNOA497A）》