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為什么說EMI靜噪濾波器是必要的?

發(fā)布時(shí)間:2014-06-04 責(zé)任編輯:johnmu

【導(dǎo)讀】EMI靜噪濾波器 (EMIFIL) 是為電子設(shè)備提供電磁噪聲抑制的電子元件,配合屏蔽罩和其他保護(hù)裝置一起使用。這種濾波器僅從通過連線傳導(dǎo)的電流中提取并移除引起電磁噪聲的元件。

EMI靜噪濾波器 
圖1 EMI靜噪濾波器 (EMIFIL)

什么是電磁噪聲干擾?

電子設(shè)備收到強(qiáng)電磁波時(shí),電路中會(huì)感應(yīng)到不想要的電流,這會(huì)產(chǎn)生非預(yù)想的操作或?qū)︻A(yù)想的操作形成干擾。如果外部施加的能量過于強(qiáng)大,電子設(shè)備可能會(huì) 損壞。即使外部施加的能量較小,如果混入廣播和通信所使用的電波中,在廣播和通信的無線電波信號(hào)較弱的區(qū)域內(nèi),也可能會(huì)造成無法接收、聲音中出現(xiàn)異常噪聲 或視頻被破壞。外部電磁波造成的這些干擾稱為電磁噪聲干擾,而造成干擾的電磁波稱為電磁噪聲(下文稱為噪聲)。
發(fā)射和抗擾
發(fā)射和抗擾
圖2 發(fā)射和抗擾

噪聲會(huì)干擾到各種電子設(shè)備。噪聲源也各有不同。對(duì)有些設(shè)備(例如洗衣機(jī)和冰箱)完全不起作用的噪聲,卻可能會(huì)嚴(yán)重干擾其他設(shè)備(例如AM收音機(jī))。 因此,需要一定的規(guī)則把電子設(shè)備產(chǎn)生的噪聲抑制到某個(gè)水平,并確保這些電子設(shè)備在某個(gè)噪聲水平下正確運(yùn)行,這樣我們才能安全地使用這些電子設(shè)備。這些規(guī)則 稱為噪聲規(guī)定。
如果一臺(tái)電子設(shè)備視為噪聲源,則噪聲的產(chǎn)生稱為發(fā)射(噪聲發(fā)射)。相應(yīng)地,如果一臺(tái)電子設(shè)備視為噪聲受體,則噪聲容忍度稱為抗擾度(噪聲容忍度)。噪聲規(guī)定指定了電子設(shè)備的發(fā)射和抗擾度。(抗擾度也稱為EMS: 電磁敏感度)
歐洲噪聲規(guī)定示例
圖3 歐洲噪聲規(guī)定示例

[page]電磁噪聲分類

如圖所示,根據(jù)電磁噪聲的來源,可分為自然噪聲和人為噪聲。 自然噪聲是電子設(shè)備出現(xiàn)之前就存在的噪聲,例如閃電和靜電。電子設(shè)備要求對(duì)自然噪聲有抗擾性。
人為噪聲是電子設(shè)備開始使用后出現(xiàn)的噪聲,要用發(fā)射和抗擾度進(jìn)行處理。隨著電子設(shè)備越來越廣泛的使用,人為噪聲引起的干擾逐漸增加。這一點(diǎn)將在后續(xù)章節(jié)中詳細(xì)講述。
噪聲的分類
圖4 噪聲的分類

噪聲問題因電子設(shè)備密集而出現(xiàn)變化


我們周圍使用的電子設(shè)備過于密集,噪聲干擾的內(nèi)容和程度在隨著每個(gè)電子設(shè)備的性能增加而變化。例如,1970年之前(數(shù)字電路還未流行之前),我們 考慮的是無線電波之間的干擾問題(無線電干擾)。但隨著個(gè)人計(jì)算機(jī)等家用數(shù)字電子設(shè)備的流行,我們開始關(guān)注這些電子設(shè)備產(chǎn)生的無線電波對(duì)收音機(jī)和電視接收 無線電波的干擾。

通常,隨著電子設(shè)備的密集度增加,噪聲源和噪聲受體之間的距離在縮短,而噪聲干擾的程度在上升。此外,隨著電子設(shè)備的性能提升,工作電路頻率增加,會(huì)產(chǎn)生 更高頻率的噪聲,擴(kuò)大了受影響的頻率范圍。而且,由于電子設(shè)備的省電功能,更多的電路可以按更低的電壓運(yùn)行,這樣低能量噪聲影響的情形在增多。
今后隨著電子設(shè)備進(jìn)一步的高密集化、高性能化及小型化,預(yù)期噪聲干擾問題會(huì)更加嚴(yán)重。

擴(kuò)大使用電子設(shè)備和對(duì)噪聲問題的影響
圖5 擴(kuò)大使用電子設(shè)備和對(duì)噪聲問題的影響

“系統(tǒng)內(nèi)EMC”, 電子設(shè)備自體中毒


沒有任何外部噪聲,電子設(shè)備本身就可能出現(xiàn)噪聲干擾。電子設(shè)備內(nèi)部電路中產(chǎn)生的噪聲可能會(huì)干擾電子設(shè)備本身內(nèi)部的其他電路。這稱為系統(tǒng)內(nèi)EMC。例 如,如果手機(jī)設(shè)有內(nèi)置數(shù)字電路,數(shù)字電路的噪聲會(huì)令手機(jī)的接收器性能下降(降低接收器靈敏度),如下圖所示。這種情況下,噪聲源和噪聲受體之間的距離明顯 小于常規(guī)噪聲源之間的距離,會(huì)產(chǎn)生更嚴(yán)重的干擾。視具體情形而定,提供的噪聲抑制水平要遠(yuǎn)比噪聲規(guī)定的限制更加嚴(yán)格。
系統(tǒng)內(nèi)EMC示例
圖6 系統(tǒng)內(nèi)EMC示例

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