射頻電路EMI抑制和EMC

文/呂磊 劉小杰 李軼南 尹德森

在信號傳輸?shù)倪^程中，射頻電路實際上會產(chǎn)生明顯的電磁干擾問題。就射頻電路本身來說，并不具備較強的抗干擾能力，同時如果不同的射頻電路在相同環(huán)境下運行，其相互之間也會出現(xiàn)信號干擾問題。所以，必須采用恰當?shù)姆绞?，對射頻電路的電磁干擾進行合理抑制，保證信號能力高質(zhì)量實現(xiàn)傳輸?shù)哪康摹?/p>

1 射頻電路EMI抑制的需求分析

在射頻電路信號傳輸?shù)倪^程中，很容易發(fā)生EMI問題，而結(jié)合EMI的三要素，要想實現(xiàn)EMI抑制的目標，必須明確以下幾方面的內(nèi)容：

（1）以干擾源的角度進行分析，射頻電路通常都是較高的頻段，所以其中會存在高頻分量，進而出現(xiàn)較明顯的空間輻射能力；

（2）以路徑耦合的層面進行分析，射頻電路在運行過程中，其所產(chǎn)生的EMI問題，基本上都是通過電磁場、磁場、電場等方式，完成傳播的。

（3）以保護敏感設(shè)備的視角進行分析，射頻電路中包含很多具有敏感特征的器件，如壓控振蕩器、混頻器、射頻放大器等，所以就會出現(xiàn)EMI問題，影響信號傳輸?shù)馁|(zhì)量。

結(jié)合以上三方面的分析，可以確定射頻電路中EMI問題是最為常見的、明顯的現(xiàn)象，必須將EMC等技術(shù)方式應(yīng)用在其中，進而有效避免射頻電路出現(xiàn)EMI問題。

2 射頻電路EMI抑制和EMC的實踐

2.1 EMC的設(shè)計

結(jié)合上述對射頻電路中EMI的分析，可以確定EMI抑制具有較強的必要性、迫切性。在這樣的情況下，相關(guān)人員可以將EMC應(yīng)用其中，但是需要掌握EMC的設(shè)計方式，進而充分發(fā)揮EMC的作用，實現(xiàn)EMI抑制的目的。就EMC的設(shè)計來說，其具體的方式主要包含以下幾方面：

（1）在設(shè)計射頻電路的環(huán)節(jié)中，不僅需要保證功能指標的合理性，也必須最大程度對信號的高頻分量進行合理降低。所以，技術(shù)人員應(yīng)該將信號轉(zhuǎn)換速度較慢的設(shè)備，應(yīng)用在射頻電路之中。

（2）對PCB高頻期間的位置，進行合理的設(shè)計，同時保持與抗干擾能力較弱裝置的距離，并避開縫隙、電纜、連接器等位置，從而強化EMC的性能，實現(xiàn)EMI抑制的目的。

（3）保證高速信號的阻抗具有較強的匹配性，通過這種方式可以降低輻射、反射。

（4）使用去耦電容進行設(shè)計，并將其設(shè)置在電源管腳處，實現(xiàn)抑制電源層噪聲的目標。

（5）對射頻電路的地層進行合理的分割，采用這樣的方式避免出現(xiàn)串擾輻射的問題，優(yōu)化EMI抑制的效果。

（6）在高速走線旁，需要設(shè)置一定的距離，即三倍線寬，然后在這一距離之外設(shè)置接地孔，將其作為射頻電路中高頻信號的回流路徑，以此來降低EMI輻射。

2.2 屏蔽設(shè)計方式

就屏蔽設(shè)計方式來說，就是在兩個不同的空間之間，使用金屬隔離的方式，對各自區(qū)域進行保護，避免EMI通過電磁波、磁場、電場等方式，從其中的一個空間傳輸?shù)搅硪粋€空間中。具體而言，可以運用恰當?shù)钠帘误w，將具有干擾性質(zhì)的干擾源進行屏蔽，如元器件、射頻電路等，進而可以保證電路、保護設(shè)備、防止電磁場擴散的目的，即抑制EMI。在這一過程中，基于EMI特點的把握，最為恰當?shù)钠帘误w應(yīng)該為金屬材質(zhì)，主要是因為其具有輻射能力強、波長短的特征，而使用低阻抗的金屬材料，能夠?qū)⒖臻g中所產(chǎn)生的電磁波，進行有效的吸收。不過，在選擇金屬材質(zhì)的屏蔽體時，很難對縫隙、信號輸入與輸出端口等問題進行規(guī)避，此時應(yīng)該將特殊頻段電磁密封襯墊加設(shè)在其中，增強信號屏蔽結(jié)構(gòu)的有效性、完整性。另外，在運用屏蔽方式進行EMI抑制時，還應(yīng)該避免使用穿過屏蔽體的導(dǎo)體，否則將會破壞屏蔽體的效果，無法保證EMI抑制的有效性。

2.3 接地設(shè)計方式

在設(shè)計、應(yīng)用射頻電路的過程中，為了能夠?qū)崿F(xiàn)EMI抑制的目的，設(shè)計了很多相關(guān)的技術(shù)方式，而接地設(shè)計是其中最為常見的方式。就接地設(shè)計方式來說，主要將電路器件中，所有的低參考系進行相互連接，從而獲得一個公共參考點。通過這樣的方式，可以優(yōu)化EMI抑制的效果，提高電路電平、功能的穩(wěn)定性、安全性。另外，在設(shè)計射頻電路中印制板的環(huán)節(jié)中，通常會將地層、獨立電源層等，作為設(shè)計工作的參考平面，以此來降低信號回流的實際阻抗?；谶@一前提，能夠在很大程度上縮短射頻電路中回流的路徑，實現(xiàn)EMI抑制的目的。通常情況下，印制板邊緣、電源參考平面的實際距離，會小于印制板邊緣、地平面之間的距離。將上述的方式應(yīng)用在射頻電路中，可以有效避免EMI問題，提高信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

2.4 濾波抑制方式

濾波抑制方式是目前射頻電路中，實現(xiàn)EMI抑制的最佳手段。具體來說，對于射頻電路中所存在高次諧波分量，必須采用濾波的方式進行抑制，將傳導(dǎo)干擾電平進行優(yōu)化、控制，實現(xiàn)EMI抑制的目標。在電源電路中，如果使用電感元件作為濾波器件，通常只能夠?qū)⑵鋺?yīng)用在窄信號頻率中，主要是因為電感元件在高頻段中，會出現(xiàn)明顯的自激振動問題，同時容性特征十分明顯，很難實現(xiàn)EMI抑制的目標。所以，在設(shè)計濾波抑制的過程中，應(yīng)該運用磁珠將RF噪聲進行有效的消除，而磁珠只可以直流通過，進而對高頻信號進行抑制，保證射頻電路中EMI抑制的效果。

3 結(jié)語

綜上所述，從不同的角度分析，都能夠發(fā)現(xiàn)射頻電路EMI抑制的必要性，可以將EMC方式應(yīng)用在其中。同時，結(jié)合射頻電路EMI的實際情況，還可以采用其他不同的抑制方式，均能夠獲得良好的效果。所以，結(jié)合本文的分析發(fā)現(xiàn)，文中所提及的EMI抑制方式與EMC設(shè)計，具有較強的可行性。