为设备的噪音抑制选择合适的EMI/EMC方案

EMI/EMC问题系统设计的必修课。随着数码设备的不断增多，以及这些设备中的信号继续向更高速高频演进，使技术人员在系统设计和测试过程中受这些问题困扰的程度也不断加深。

不少技术人员对EMI和EMC的含义及其区别产生疑问。在与2009年的中国电子展(CEF)同期召开的电磁兼容技术研讨会上，康佳技术开发中心的创始人陶显芳则深入浅出地分享了他对EMI/EMC的理解：EMI/EMC关于如何解决电子产品产生的电磁场对其它设备干扰，以及如何防止电子产品受其它设备产生的电磁场干扰的问题；因此，对自身不容易受干扰而会干扰其它设备的电子产品只检测EMI指标就行了，一般要求把EMI信号强度抑制到40db/uV以下；但对于那些既容易受干扰，又会干扰其它设备的电子产品则既要检测EMI指标，又要检测EMC指标；比如开关电源作为电视机的一个配件，对电视机则需要进行EMI和EMC测试，而无需对开关电源进行测试。下文将介绍一些常被用来解决具体ESD和EMI/EMC问题的半导体产品和专家们的设计心得。

选择正确的铁氧体产品抑制辐射噪音

我们知道，电感能够抑制交流信号，因此在信号传输过程可用作滤波器，以滤除衰减脉冲中的高频部分。通过电感的直流电荷为电容说存储，当直流电变弱，电容开始放电。因此选择功率电感的额定电流是一个关键。

当有直流叠加时，电感开始时降低，纹波电流会增加；而磁芯的直流绕阻Rdc和损耗电阻Rac相关联，电流增加从而发热导致温度上升；因此，我们要设定与叠加的直流电和温度相关的额定电流。一般而言，在测定电感时，持续通过直流电流导致L值降低，当L降低30%时的直流电流值，被当作直流电叠加的额定电流；而当测定温度时，持续通过直流电使温度上升40%时的电流被当作温度上升的额定电流。当超过直流叠加额定电流时，会使功率电感磁气饱和L值下降，纹波电流增大而失控；而超过温度上升额定电流，温度的持续上升会烧毁元件。对于这两个不同的指标，到底应该如何为功率电阻选择最佳的额定电流呢？一般来说，应该选择较低值作为功率电感的额定电流，以避免故障的发生。

磁珠也算电感的一种，只是用法不一样，应用时一般都放在开关电源后面。磁珠主要用在应付高频线路的噪音辐射，相对来说贴片绕线磁珠的性能一般较好，而电感则一般和电容作为LC滤波使用。为了选择更合适的磁珠产品，首先根据频谱或辐射噪音数据确定徐降噪噪音的带宽，然后选用波形变化小、Q值特性低的磁珠，以降低噪音。所选磁珠在需降噪频带上具有较高阻抗值，但是与共振频率相比在低频率带宽中降噪效果更加明显。最后，在设备上进行使用测试(而不是仿真/模拟测试)，如果达不到预期效果，就要对其进行更换。

液晶电视噪音的滤波抑制

我们能在各种各样的电路中发现噪音。液晶电视中也有很多噪音源，比如MPU、SDRAM、D类放大等。在低频段，电源电路会出现开关噪音，而在高频段，时钟和数据线也会存在噪音。因此，我们需要在每个电路中采取合适的对策。

音频信号经过D类功放放大和滤波，再经音频线路送到扬声器还原。一般而言，共模噪音的频率在300MHz以下，LC滤波器能帮助抑制谐波频谱，但是它在抑制高频噪音方面有所不足。闪存卡从数据线和时钟线上辐射噪音，而小型化、高速化和高容化使地不稳定和噪音频率越来越高。而辐射噪音在水平和垂直两个方向上都大大的超过标准线。通过在时钟线上加T型滤波器(NFL18ST307X1C3)和在数据线上加L型滤波器(NFA21SL307X1A48)，可使噪音在两个方向都处于标准线以下。

显卡和AD转换的走线一般很长，因为ADC经常靠近AV端口，而AV端口有处于侧面或前端的下面。这就是噪音辐射的原因。18MHz的谐波从水平和垂直方向都有辐射出来。因此，在ADC和图形IC之间的数据线添加L型滤波器(阵列型)与160欧姆的电阻以进行抑制，其中，加电阻是为了保持信号的完整性。而采用村田制作元件(截止频率300MHz的NFA21SL307X1A48)的噪音线路抑制仿真结果显示，18MHz谐波噪音在两个方向都得到了最大15dB的抑制。

LCD屏幕上的RSDS接口电路的回路设计通常阻抗较大，因此会辐射共模噪音。通过在时钟和数据线上加一个200欧姆的共模扼流圈，可使点时钟在垂直和水平方向上都达到11dB。而由于差分信号的相位偏移和内部IC噪音进行耦合，使用于高速信号互连的LVDS也会辐射共模噪音，尤其是在数字板和LCD面板之间的线缆；这时也可通过在数据线上加一个200欧姆的共模扼流圈对时钟噪音进行抑制。

由于液晶电视信号的传输速度越来越快，噪声频率和电流幅度更高。因此，针对多种电路中出现辐射噪音的抑制，村田制作提供的EMI滤波器包括：D类放大器(音频线路：DLP&DLW系列，电源线路：NFM系列)，闪存卡(数据线路：NFA系列，时钟线路：NFL系列)，ADC(数据线路：NFA系列)，RSDS和LVDS(DLP&DLW系列可用于数据和时钟线路)，HDMI(DLW系列适用于数据线路)。

吸波材料成为通过EMI/EMC测试的新手段

开发阶段工程师一般都需要考虑对多个无线信号的干扰加以控制，而结构工程师则需要在上市前通过修改布局、增加滤波和采取屏蔽等手段抑制EMI以通过EMC测试。但干扰总是难以避免的，也不能据此就可保证认证测试的一次通过，而重新设计、反复测试所消耗的时间和成本却是不可忽略的。工程人员传统上可通过重新进行机械改造等方法减少谐波影响，但外形结构的改变也有可能引入新的能量反射，因此对于高频应用来说采用吸波材料则显得更加高效。

随着本土制造厂商对EMI/EMC问题的重视，也吸引了韩国EMC中心在CEF上携多家韩国材料企业来寻觅商机。而自称韩国最好的专业吸波材料制造厂商的SunkYoung的经理助理李肴珍(Jane LEE)对记者说，吸波材料能将入射的电磁能消耗掉，因此使用吸波材料可更快速有效地抗EMI/EMC，当前韩国已有很多手机终端OEM采用吸波材料，但从她接触的中国工程师来看，中国的手持设备OEM厂商采用吸波材料的还较少，但随着中国电子产业的发展，相信会有越来越多的中国厂商会需要吸波材料。