克服系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的無線電干擾問題

電子工程師常常希望能有一種可解決所有無線電干擾（radio susceptibility，RS）或射頻抗擾問題的方法。然而，由于這些現(xiàn)象都受到物理定律的限制，因此，要征服RS問題并非那么容易。

　　以慣用詞匯來說，電磁場是無線電訊號(hào)。電磁干擾（EMI）和射頻干擾（RFI）是相關(guān)聯(lián)的；事實(shí)上，EMI和RFI兩個(gè)名詞也經(jīng)常互換使用。

　　除少數(shù)例外，RS主要是用于射頻晶片的系統(tǒng)規(guī)格。在多數(shù)系統(tǒng)中，許多這類電路是透過機(jī)殼（遮罩）、電源去耦網(wǎng)路、電力線濾波器和隔離電路與外部世界隔離。但仍有兩種情況例外：直接連接到天線的射頻設(shè)備；其它連接到系統(tǒng)輸入和輸出埠的設(shè)備。

　　從系統(tǒng)角度來看，為保護(hù)內(nèi)部系統(tǒng)元件免受EMI或RFI干擾而增加設(shè)計(jì)復(fù)雜性，并不是經(jīng)濟(jì)的方法。

　　工程師可在兩個(gè)地方實(shí)施靜電放電保護(hù)。一種是在IC處理和封裝過程中實(shí)施內(nèi)部ESD保護(hù)；另一種則是在輸入/輸出埠進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)ESD保護(hù)。后者性能更強(qiáng)，但這種保護(hù)須採用分離式元件。

　　系統(tǒng)與外界連接的部位，是RS最嚴(yán)重的地方。最典型的例子，是當(dāng)交流電進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)部、以及當(dāng)訊號(hào)進(jìn)入諸如電視天線、衛(wèi)星天線或乙太網(wǎng)路電纜時(shí)。

　　輻射訊號(hào)一直存在于系統(tǒng)外殼的一側(cè)。目前，許多電子產(chǎn)品在設(shè)計(jì)時(shí)，考量到成本、外形以及防止觸電等因素，大多選用塑膠外殼。但EMI和RFI卻可直接穿透塑膠傳播。

　　因此，製造商必須提供額外的金屬遮罩，或是在設(shè)備外殼內(nèi)加設(shè)導(dǎo)電層。導(dǎo)電層和輕薄的金屬板可提供靜電保護(hù)，而磁遮罩則需要較重的磁性材料。在此情況下，印刷電路板和接地的設(shè)計(jì)，便與直流電源的設(shè)計(jì)和去耦同樣重要。

　　事實(shí)上，電路中的任何非線性都對(duì)雜散訊號(hào)有校正作用。線性度優(yōu)良的放大器所需的校正自然少于線性度差的元件。但若系統(tǒng)處于超負(fù)載情況，那么即使採用性能卓越的放大器，仍將引起顯著的失真和非線性。

　　叁端穩(wěn)壓器（如低壓差穩(wěn)壓器和電壓基準(zhǔn)）包括內(nèi)部參考電壓（通常是一個(gè)帶隙或齊納二極體）、一個(gè)放大器和一個(gè)導(dǎo)通電晶體。放大器使用回饋比較輸出與參考電壓，并提供一個(gè)用以修正輸出誤差的訊號(hào)。所需的輸出是穩(wěn)定的直流電壓。當(dāng)輸入線電壓變化以及輸出負(fù)載變化時(shí)，穩(wěn)壓器就啟動(dòng)穩(wěn)壓機(jī)制，所以需要一定的修正速度或頻寬。但必須對(duì)修正速度進(jìn)行限制，以確保平穩(wěn)控制和穩(wěn)定輸出。

　　因此，典型頻寬是200kHz到最高1MHz。當(dāng)約800MHz的高頻射頻訊號(hào)施加到穩(wěn)壓器的任一端接腳（輸入、輸出或接地）時(shí)，反饋迴路不會(huì)對(duì)射頻訊號(hào)進(jìn)行衰減或修正。因此，射頻訊號(hào)便會(huì)透過穩(wěn)壓器傳播。

　　慶幸的是，穩(wěn)壓器要求電源去耦以消除這種射頻訊號(hào)。電容器只在低于其自共振點(diǎn)時(shí)才工作。

　　最常見的IC不對(duì)無線電干擾性進(jìn)行測試，因?yàn)樵?9.9%的應(yīng)用中，系統(tǒng)均已受到保護(hù)，可免受RFI和EMI的干擾。但射頻IC是例外。因?yàn)槠涔ぷ餍枰猂F，這些電路必須與內(nèi)部和外部帶通濾波結(jié)合使用，以便只允許所需的頻率進(jìn)出系統(tǒng)。