EMI 輻射信號強度解析

　　需要距離輻射源多遠才能使輻射信號不干擾系統呢?要想知道這個問題的答案，需要思考下面兩個問題：1)輻射源的輻射能量大小;2)系統的 EMI 保護電路性能如何。本文中，我們將首先討論第一個問題。

　　呈輻射狀的電磁干擾 (EMI) 信號會從輻射源傳播至某個接收單元。根本而言，這些信號的功率或者電壓強度在“觸及”敏感的電路時，取決于發送器的功率/天線增益以及輻射源和接收器之間的距離(請參見圖 1)。

　　圖 1 輻射源和接收器之間的 EMI 電場和功率密度關系

　　在進行 EMI 評估時，可能會利用電場強度或者輻射功率密度參數。電場強度量化了輻射源干擾電壓的大小。這種窄帶或者寬帶 EMI 信號測量單位為伏每米(V/m)。您可以根據喜好，對這種電場強度單位進行修改，將它們轉換成dBμV/m，其中dBμV = 20 log (V) + 120μV。

　　窄帶 EMI 信號一般為重復信號或者脈沖序列。利用圖 1 所示簡單公式，可以在距離 EMI 輻射源的某個地方，迅速計算出輻射電壓的極端估計情況Er。寬帶 EMI 信號一般為單個脈沖，例如：閃電、一次 ESD 事件或者火花隙。這些脈沖類型事件都包含多個頻率。寬帶信號難以測量，因為它們不重復且速度快。

　　輻射功率密度單位也可用于描述窄帶事件。EMI 窄帶的測量單位(輻射功率密度)可以為瓦特每平方米，即W/m2。通信工程師使用功率密度表示 EMI 信號，用于解決其窄帶 EMI 問題。可以將輻射功率密度單位轉換成 dBm/m2，其中 dBm (dB milliwatts) = 10 log (W)。

　　在實驗室中，可以在時域和頻域中對EMI信號進行預分析。使用一臺示波器對信號進行時域觀察，然后再使用一臺頻譜分析儀對信號進行頻域評估。但是，通過聯邦通信委員會 (FCC) 和歐洲國際特別委員會 (CISPR) 無線電干擾認證的一些公司，必須在產品上市以前就進行所有輻射 EMI 測量。這種要求可以確保測試結果完全符合 FCC 和/或 CISPR 規定。測試方法包括使用環境測試，并使用經過校準的EMI 測試設備和天線。FCC 和 CISPR 要求設備發射的輻射信號必須在規定值以下。FCC 和 CISPR 相關文件包括 EN 55011、EN 55013、EN 55014、EN 55015、EN 55022 和 EN 50081-1.2(通用輻射標準)。

　　圖 2 FCC 和 CISPR 輻射限制—30MHz 到 1GHz，測量距離 10m

　　圖 2 中，A 類限制針對商業、工業或者企業環境下使用的電子設備。B 類限制針對家用電子設備。A 類限制也可能適用于家用電子設備。B 類限制更加嚴格，因為這類設備可能會靠近TV和無線電接收設備放置。