工程师告知：克服系统设计中的无线电干扰问题
品慧电子讯电子工程师常常希望能有一种可解决所有无线电干扰（RS）或射频抗扰问题的方法。然而，由于这些现象都受到物理定律的限制，因此，要征服RS问题并非那么容易。本文将为大家详细讲解。以惯用词汇来说，电磁场是无线电讯号。电磁干扰（EMI）和射频干扰（RFI）是相关联的；事实上，EMI和RFI两个名词也经常互换使用。除少数例外，RS主要是用于射频晶片的系统规格。在多数系统中，许多这类电路是透过机壳（遮罩）、电源去耦网路、电力线滤波器和隔离电路与外部世界隔离。但仍有两种情况例外：直接连接到天线的射频设备；其它连接到系统输入和输出埠的设备。从系统角度来看，为保护内部系统元件免受EMI或RFI干扰而增加设计复杂性，并不是经济的方法。工程师可在两个地方实施静电放电保护。一种是在IC处理和封装过程中实施内部ESD保护；另一种则是在输入/输出埠进行系统级ESD保护。后者性能更强，但这种保护须採用分离式元件。系统与外界连接的部位，是RS最严重的地方。最典型的例子，是当交流电进入系统内部、以及当讯号进入诸如电视天线、卫星天线或乙太网路电缆时。辐射讯号一直存在于系统外壳的一侧。目前，许多电子产品在设计时，考量到成本、外形以及防止触电等因素，大多选用塑胶外壳。但EMI和RFI却可直接穿透塑胶传播。因此，製造商必须提供额外的金属遮罩，或是在设备外壳内加设导电层。导电层和轻薄的金属板可提供静电保护，而磁遮罩则需要较重的磁性材料。在此情况下，印刷电路板和接地的设计，便与直流电源的设计和去耦同样重要。事实上，电路中的任何非线性都对杂散讯号有校正作用。线性度优良的放大器所需的校正自然少于线性度差的元件。但若系统处于超负载情况，那么即使採用性能卓越的放大器，仍将引起显着的失真和非线性。叁端稳压器（如低压差稳压器和电压基準）包括内部参考电压（通常是一个带隙或齐纳二极体）、一个放大器和一个导通电晶体。放大器使用回馈比较输出与参考电压，并提供一个用以修正输出误差的讯号。所需的输出是稳定的直流电压。当输入线电压变化以及输出负载变化时，稳压器就启动稳压机制，所以需要一定的修正速度或频宽。但必须对修正速度进行限制，以确保平稳控制和稳定输出。因此，典型频宽是200kHz到最高1MHz。当约800MHz的高频射频讯号施加到稳压器的任一端接脚（输入、输出或接地）时，反馈迴路不会对射频讯号进行衰减或修正。因此，射频讯号便会透过稳压器传播。庆幸的是，稳压器要求电源去耦以消除这种射频讯号。电容器只在低于其自共振点时才工作。最常见的IC不对无线电干扰性进行测试，因为在99.9%的应用中，系统均已受到保护，可免受RFI和EMI的干扰。但射频IC是例外。因为其工作需要RF，这些电路必须与内部和外部带通滤波结合使用，以便只允许所需的频率进出系统。
