EMI輻射信號(hào)強(qiáng)度測(cè)算方法

需要距離輻射源多遠(yuǎn)才能使輻射信號(hào)不干擾系統(tǒng)呢？要想知道這個(gè)問(wèn)題的答案，需要思考下面兩個(gè)問(wèn)題：1）輻射源的輻射能量大??；2）系統(tǒng)的EMI 保護(hù)電路性能如何。本文中，我們將首先討論第一個(gè)問(wèn)題。

呈輻射狀的電磁干擾(EMI) 信號(hào)會(huì)從輻射源傳播至某個(gè)接收單元。根本而言，這些信號(hào)的功率或者電壓強(qiáng)度在“觸及”敏感的電路時(shí)，取決于發(fā)送器的功率/天線增益以及輻射源和接收器之間的距離（請(qǐng)參見(jiàn)圖1）。

圖1 輻射源和接收器之間的EMI 電場(chǎng)和功率密度關(guān)系

在進(jìn)行EMI 評(píng)估時(shí)，可能會(huì)利用電場(chǎng)強(qiáng)度或者輻射功率密度參數(shù)。電場(chǎng)強(qiáng)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(hào)測(cè)量單位為伏每米(V/m)。您可以根據(jù)喜好，對(duì)這種電場(chǎng)強(qiáng)度單位進(jìn)行修改，將它們轉(zhuǎn)換成dBμV/m，其中dBμV = 20 log (V) + 120μV。

窄帶EMI 信號(hào)一般為重復(fù)信號(hào)或者脈沖序列。利用圖1 所示簡(jiǎn)單公式，可以在距離EMI 輻射源的某個(gè)地方，迅速計(jì)算出輻射電壓的極端估計(jì)情況Er。寬帶EMI 信號(hào)一般為單個(gè)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(gè)頻率。寬帶信號(hào)難以測(cè)量，因?yàn)樗鼈儾恢貜?fù)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(cè)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(hào)，用于解決其窄帶EMI 問(wèn)題?？梢詫⑤椛涔β拭芏葐挝晦D(zhuǎn)換成dBm/m2，其中dBm (dB milliwatts) = 10 log (W)。

在實(shí)驗(yàn)室中，可以在時(shí)域和頻域中對(duì)EMI信號(hào)進(jìn)行預(yù)分析。使用一臺(tái)示波器對(duì)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域觀察，然后再使用一臺(tái)頻譜分析儀對(duì)信號(hào)進(jìn)行頻域評(píng)估。但是，通過(guò)聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC) 和歐洲國(guó)際特別委員會(huì)(CISPR) 無(wú)線電干擾認(rèn)證的一些公司，必須在產(chǎn)品上市以前就進(jìn)行所有輻射EMI 測(cè)量。這種要求可以確保測(cè)試結(jié)果完全符合FCC 和/或CISPR 規(guī)定。測(cè)試方法包括使用環(huán)境測(cè)試，并使用經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的EMI 測(cè)試設(shè)備和天線。FCC 和CISPR 要求設(shè)備發(fā)射的輻射信號(hào)必須在規(guī)定值以下。FCC 和CISPR 相關(guān)文件包括EN 55011、EN 55013、EN 55014、EN 55015、EN 55022和EN 50081-1.2（通用輻射標(biāo)準(zhǔn)）。

圖2 FCC 和CISPR 輻射限制—30MHz到1GHz，測(cè)量距離10m

圖2 中，A 類限制針對(duì)商業(yè)、工業(yè)或者企業(yè)環(huán)境下使用的電子設(shè)備。B 類限制針對(duì)家用電子設(shè)備。A 類限制也可能適用于家用電子設(shè)備。B 類限制更加嚴(yán)格，因?yàn)檫@類設(shè)備可能會(huì)靠近TV和無(wú)線電接收設(shè)備放置。