车载电子设备不可或缺的EMC/EMI

切勿过快：设计人员常会担心时间误差，因此选择最快逻辑组件来缩小时间误差，但超快逻辑组件的脉冲边缘陡峭，且频率非常高，往往会产生EMI。若想减少系统EMI量， 可选择符合时间需求的低速逻辑组件，或者许多FPGA可降低驱动强度，借此降低边缘速率。有时亦可使用逻辑电路上的串联电阻，减低系统讯号内的转换速率。

　　接地电路短：电流进入芯片后都会流出，本文介绍的几项设计技巧中，和芯片连接距离都很近，例如旁路电容接近芯片、回路愈小愈好等，但设计人员常忘记接地电流路径必须回到 源头。在理想情况下，电路板有一层专用于接地，与GND的路径也该和取道相去不远。但在有些电路板的配置中，接地平面设有断流器，会迫使接地电流从芯片返 回电源时选用较长路径，而GND电流使用这条路径时，也会如天线般传送或接收噪声。

　　供电线电感：前面曾说明利用旁路电容抵销电流突增的冲击，这在供电线上的电感功能也是相同的。在电源在线设置电感或铁氧磁珠后，强制与电源线相连的电路自旁路电容汲取电源，而非直接向电源取电，从而满足其动态功率需求。

　　开关电源输入限制：为了解决EMI问题，必须尽可能降低dv/dt与di/dt，DC/DC转换器看似完全无害，但它其实无法直接从DC转换至DC，而是从DC至AC再转换至DC，在转换期间，AC就可能产生EMI问题。

　　车用设计人员常担心AM无线电频段会造成干扰，车辆大多数均配备AM无线电，这种高增益放大器相当敏感，可调谐频率范围介于500kHz至1.5MHz之 间，若组件在此频率内发送讯号，就可能在AM无线电中听见。许多开关电源的频率都位于此频段中，可能对汽车应用造成问题，故多数车用开关换电源均使用高于 此频段以上的切换频率——通常是超过2MHz，若开关电源的输入或输出过滤不足，部份噪声就可能进入对基频或次谐波频率敏感的子系统。

　　注意共振：电感与电容经常用于避免可能发生EMI的dv/dt及di/dt问题，但电感与电容也可能造成自共振，不过，通过增加电阻与电感并联，吸收振荡产生的能量，可避免引发问题。另一种潜在问题来自串联电感（独立组件或电源线的寄生电感）连接至具有旁路电容的组件，由此形成的L-C电路可能在共振频率中振荡，同样地，这项问题也可藉由增设与电感并联的电阻加以解决。

　　展频频率降低峰值辐射：在FPD-Link串行/解串行器（SerDes）等组件中，数据总线与频率通常具备展频频率选项，在展频频率中，频率讯号经过调变，导致频率与数据讯号的边缘涵盖的频段更加广泛，由于EMI规格可限制频段内任何频率的峰值辐射，因而扩大频段覆盖范围有助于降低噪声峰值。

　　DS90UB914A-Q1解串行器即为一例，它通常搭配DS90UB913A-Q1串行器使用，在先进驾驶辅助（ADAS）系统的摄影机与处理器之间建立视讯链接，解串行器将摄影机的影像传感器频率送至串行器，并输出频率与数据供处理器使用。高速频率内同时转换的10至12条高速资源电路，即为EMI的一大主要来源，为了降低此EMI，DS90UB914A可在输入数据内使用展频频率，而非影像传感器提供的低抖动频率，该展频频率透过解串行器的缓存器进行控制。

　　当今的汽车除了娱乐及舒适功能外，许多重要运作也仰赖电子设备，更需要确保运作不因干扰出错，以及不至于干扰车内的其他系统。工程师可遵循文中介绍的诀窍与技巧，并慎选适当组件，即可设计出更稳健的系统，确保车用系统不受EMI问题干扰，从而更加可靠地运作。