射頻干擾" title="射頻干擾">射頻干擾源

　　當(dāng)今，電子系統(tǒng)的時鐘頻率為幾百兆赫,，所用脈沖的前后沿在亞納秒范圍,。網(wǎng)絡(luò)接口傳輸數(shù)據(jù)速率為１００Ｍbit/s和１５５與６２２Mbit/s（ＡＴＭ－異步傳輸模）。高質(zhì)量視頻電路也用以亞納秒級的象素速率,。這些較高的處理速度表示了工程上受到不斷的挑戰(zhàn),。

　　這樣的挑戰(zhàn)之一是射頻（ＲＦ）干擾，這是由于電磁能量的快速變化引起的,。電路上振蕩速率變得更快（上升／下降時間）,，電壓／電流幅度變得更大，問題變得更多,。因此,，今天同以前相比，解決電磁兼容性（ＥＭＣ）就更艱難了,。

　　在電路的兩個波節(jié)之前,，快速變化的脈沖電流，表示了所謂差模噪聲" title="噪聲">噪聲源,，電路周圍的電磁場可以耦合到其它元件上和侵入連接部分,。經(jīng)感性或容性耦合的噪聲是共模干擾。射頻干擾電流是彼此相同的,，系統(tǒng)可以建模為：由噪聲源,、“受害電路”或“接受者”和回路（通常是底板）組成。用幾個因素來描述干擾的大?。?/p>

　　●噪聲源的強度

　　●干擾電流環(huán)繞面積的大小

　　●變化速率

　　于是,，盡管在電路中有很可能產(chǎn)生不希望的干擾，噪聲幾乎總是共模型的,。一旦在輸入／輸出（Ｉ／Ｏ）連接器" title="連接器">連接器和機殼或地平面之間接入電纜,，有某些ＲＦ電壓出現(xiàn)時，導(dǎo)致幾毫安的ＲＦ電流就能足以超過允許的發(fā)射電平,。

　　噪聲的耦合和傳播

　　共模噪聲是由于不合理的設(shè)計產(chǎn)生的,。有些典型的原因是不同線對中個別導(dǎo)線的長度不同，或到電源平面或機殼的距離不同,。另一個原因是元件的缺陷，如磁感應(yīng)線圈與變壓器,，電容器與有源器件（例如應(yīng)用特殊的集成電路（ＡＳＩＣ））,。

　　磁性元件，特別是所謂“鐵芯扼流圈”型貯能電感器,，是用在電源變換器之中的,，總是產(chǎn)生電磁場,。磁路中的氣隙相當(dāng)于串聯(lián)電路中的一個大電阻，那兒要消耗較多的電能,。于是,，鐵芯扼流圈，繞制在鐵氧體棒上,，在棒周圍產(chǎn)生強的電磁場,，在電極附近有最強的場強。在使用回描結(jié)構(gòu)的開關(guān)電源中,，變壓器上必定有一個空隙,，其間有很強的磁場。在其中保持磁場最合適的元件是螺旋管,，使電磁場沿管芯長度方向分布,。這就是在高頻工作的磁性元件優(yōu)選螺旋結(jié)構(gòu)的原因之一。

　　不恰當(dāng)?shù)娜ヱ铍娐吠ǔＲ沧兂筛蓴_源,。如果電路要求大的脈沖電流,，以及局部去耦時不能保證小電容或十分高的內(nèi)阻需要，則由電源回路產(chǎn)生的電壓就下降,。這相當(dāng)于紋波,，或者相當(dāng)于終端間的電壓快速變化。由于封裝的雜散電容,，干擾能耦合到其它電路中去,，引起共模問題。

　　當(dāng)共模電流污染Ｉ／Ｏ接口電路時,，該問題必須解決在通過連接器之前,。不同的應(yīng)用，建議用不同的方法來解決這個問題,。在視頻電路中,，那兒Ｉ／Ｏ信號是單端的，且公用同一共同回路,，要解決它,，用小型ＬＣ濾波器濾掉噪聲。在低頻串聯(lián)接口網(wǎng)絡(luò)中,，有些雜散電容就足夠?qū)⒃肼暦至鞯降装迳?。差分?qū)動的接口，如以太,，通常是通過變壓器耦合到Ｉ／Ｏ區(qū)域,，是在變壓器一側(cè)或兩側(cè)的中心抽頭提供耦合的。這些中心抽頭經(jīng)高壓電容器與底板相連，將共模噪聲分流到底板上,，以使信號不發(fā)生失真,。

　　在Ｉ／Ｏ區(qū)域內(nèi)的共模噪聲

　　沒有一個通用辦法來解決所有類型的Ｉ／Ｏ接口的問題。設(shè)計師們的主要目標(biāo)是將電路設(shè)計好,，而常常忽略了一些視為簡單的細節(jié),。一些基本法則能使噪聲在到達連接器以前，降至最?。?/p>

　?。保⑷ヱ铍娙菰O(shè)置在緊挨負載處。

　?。玻┛焖僮兓那昂笱氐拿}沖電流,，其環(huán)路尺寸應(yīng)最小。

　?。常┦勾箅娏髌骷打?qū)動器和ＡＳＩＣ）遠離Ｉ／Ｏ端口,。

　　４）測定信號的完整性,，以保證過沖和下沖最小,，特別是對于大電流的關(guān)鍵性信號（如時鐘，總線）,。

　?。担┦褂镁植繛V波，如ＲＦ鐵氧體,，可吸收ＲＦ干擾,。

　　６）提供低阻抗搭接到底板上或在Ｉ／Ｏ區(qū)域的基準(zhǔn)在底板上,。

　　射頻噪聲和連接器

　　即使工程師采取許多上述所列的預(yù)防措施,，來減小在Ｉ／Ｏ區(qū)內(nèi)的ＲＦ噪聲，還不能保證這些預(yù)防措施能否成功地足夠滿足發(fā)射要求,。有些噪聲是傳導(dǎo)干擾,，即在內(nèi)部電路板上按共模電流流動。這個干擾源是在底板和電路等之間,。于是,，這個ＲＦ電流一定通過最低阻抗（在底板和載信號線之間）的通路流動。如果連接器沒呈現(xiàn)足夠低的阻抗（與底板的搭接處）,，這ＲＦ電流經(jīng)雜散電容流動,。當(dāng)這ＲＦ電流流過電纜時，不可避免地產(chǎn)生發(fā)射（圖１Ａ）,。

圖1 RF噪聲為何到達電纜

　　使共模電流注入到Ｉ／Ｏ區(qū)的另一機理,，是附近有強的干擾源的耦合,。甚至有些“屏蔽”連接器也無用，因為干擾源就在連接器附近,，如ＰＣ機環(huán)境。如果在連接器和底板之間有一個缺口,，此處所感應(yīng)的ＲＦ電壓可以使ＥＭＣ性能下降（圖１Ｂ）,。

圖2 連接器設(shè)計選擇

　　屏蔽連接器方法有，加指形簧片或墊片,。連接器的搭接,，是在連接器和機殼之間填滿空處。這個方法要求有一個襯墊（圖２Ａ）,。金屬襯墊較好,，只要處理合適，也就是說,，只要表面不被污染,，只要手不觸及或損壞襯墊以及只要有足夠的壓力，以保持好的,、低阻抗的接觸,。

　　別的方法是連接器裝接頭片或者把連接器安裝在機殼上。此時,，最大接觸面稍微小些,，且應(yīng)嚴格控制接頭片的尺寸和彈性。安裝屏蔽連接器時,，在機殼上開口,，開口的一側(cè)要去掉油污（圖２Ｂ），要仔細制作,，若公差不合適,，導(dǎo)致連接器在機殼內(nèi)陷入太深，使搭接中斷,。每位ＥＭＣ工程師知道,，在“極好”的系統(tǒng)當(dāng)中，這個問題一定要滿足發(fā)射要求,，并在生產(chǎn)線及時檢查,。未緊固的或彎曲的襯墊，安裝于關(guān)鍵區(qū)域（如安裝連接器的開口）的油污上,，將失效,。

　　由于下述原因選用了ＥＭＩ連接器；

　?。保?dǎo)電發(fā)泡塑料是極其柔軟的,，且能放在連接器的整個周圍,。這就消除了與另一機殼、襯墊有關(guān)的問題,。

　?。玻C械工程師可以在系統(tǒng)機殼可接收的公差范圍內(nèi)安裝連接器。

　?。常┻B接器與機殼實現(xiàn)低阻抗搭接,，以保證良好接觸。機殼壁內(nèi)側(cè)上的襯墊,，當(dāng)要涂漆有遮蔽要求時,，可以用更柔軟的材料。

　?。矗┮髲娖壤鋮s的設(shè)計,，襯墊最好有另一特點：連接器和機殼壁之間的縫應(yīng)密封起來，以減少氣漏,。在有塵埃的環(huán)境中,，襯墊要起到系統(tǒng)內(nèi)保持干凈。

　　結(jié)論

　　當(dāng)前市場上有各種各樣的連接器,，能使設(shè)計師為特殊接口,，獲得最佳設(shè)計。