射频电路EMI抑制和EMC

2019-12-01吕磊刘小杰李轶南尹德森

电子技术与软件工程 2019年4期

文/吕磊刘小杰李轶南尹德森

在信号传输的过程中，射频电路实际上会产生明显的电磁干扰问题。就射频电路本身来说，并不具备较强的抗干扰能力，同时如果不同的射频电路在相同环境下运行，其相互之间也会出现信号干扰问题。所以，必须采用恰当的方式，对射频电路的电磁干扰进行合理抑制，保证信号能力高质量实现传输的目的。

1 射频电路EMI抑制的需求分析

在射频电路信号传输的过程中，很容易发生EMI问题，而结合EMI的三要素，要想实现EMI抑制的目标，必须明确以下几方面的内容：

（1）以干扰源的角度进行分析，射频电路通常都是较高的频段，所以其中会存在高频分量，进而出现较明显的空间辐射能力；

（2）以路径耦合的层面进行分析，射频电路在运行过程中，其所产生的EMI问题，基本上都是通过电磁场、磁场、电场等方式，完成传播的。

（3）以保护敏感设备的视角进行分析，射频电路中包含很多具有敏感特征的器件，如压控振荡器、混频器、射频放大器等，所以就会出现EMI问题，影响信号传输的质量。

结合以上三方面的分析，可以确定射频电路中EMI问题是最为常见的、明显的现象，必须将EMC等技术方式应用在其中，进而有效避免射频电路出现EMI问题。

2 射频电路EMI抑制和EMC的实践

2.1 EMC的设计

结合上述对射频电路中EMI的分析，可以确定EMI抑制具有较强的必要性、迫切性。在这样的情况下，相关人员可以将EMC应用其中，但是需要掌握EMC的设计方式，进而充分发挥EMC的作用，实现EMI抑制的目的。就EMC的设计来说，其具体的方式主要包含以下几方面：

（1）在设计射频电路的环节中，不仅需要保证功能指标的合理性，也必须最大程度对信号的高频分量进行合理降低。所以，技术人员应该将信号转换速度较慢的设备，应用在射频电路之中。

（2）对PCB高频期间的位置，进行合理的设计，同时保持与抗干扰能力较弱装置的距离，并避开缝隙、电缆、连接器等位置，从而强化EMC的性能，实现EMI抑制的目的。

（3）保证高速信号的阻抗具有较强的匹配性，通过这种方式可以降低辐射、反射。

（4）使用去耦电容进行设计，并将其设置在电源管脚处，实现抑制电源层噪声的目标。

（5）对射频电路的地层进行合理的分割，采用这样的方式避免出现串扰辐射的问题，优化EMI抑制的效果。

（6）在高速走线旁，需要设置一定的距离，即三倍线宽，然后在这一距离之外设置接地孔，将其作为射频电路中高频信号的回流路径，以此来降低EMI辐射。

2.2 屏蔽设计方式

就屏蔽设计方式来说，就是在两个不同的空间之间，使用金属隔离的方式，对各自区域进行保护，避免EMI通过电磁波、磁场、电场等方式，从其中的一个空间传输到另一个空间中。具体而言，可以运用恰当的屏蔽体，将具有干扰性质的干扰源进行屏蔽，如元器件、射频电路等，进而可以保证电路、保护设备、防止电磁场扩散的目的，即抑制EMI。在这一过程中，基于EMI特点的把握，最为恰当的屏蔽体应该为金属材质，主要是因为其具有辐射能力强、波长短的特征，而使用低阻抗的金属材料，能够将空间中所产生的电磁波，进行有效的吸收。不过，在选择金属材质的屏蔽体时，很难对缝隙、信号输入与输出端口等问题进行规避，此时应该将特殊频段电磁密封衬垫加设在其中，增强信号屏蔽结构的有效性、完整性。另外，在运用屏蔽方式进行EMI抑制时，还应该避免使用穿过屏蔽体的导体，否则将会破坏屏蔽体的效果，无法保证EMI抑制的有效性。

2.3 接地设计方式

在设计、应用射频电路的过程中，为了能够实现EMI抑制的目的，设计了很多相关的技术方式，而接地设计是其中最为常见的方式。就接地设计方式来说，主要将电路器件中，所有的低参考系进行相互连接，从而获得一个公共参考点。通过这样的方式，可以优化EMI抑制的效果，提高电路电平、功能的稳定性、安全性。另外，在设计射频电路中印制板的环节中，通常会将地层、独立电源层等，作为设计工作的参考平面，以此来降低信号回流的实际阻抗。基于这一前提，能够在很大程度上缩短射频电路中回流的路径，实现EMI抑制的目的。通常情况下，印制板边缘、电源参考平面的实际距离，会小于印制板边缘、地平面之间的距离。将上述的方式应用在射频电路中，可以有效避免EMI问题，提高信号传输的稳定性。

2.4 滤波抑制方式

滤波抑制方式是目前射频电路中，实现EMI抑制的最佳手段。具体来说，对于射频电路中所存在高次谐波分量，必须采用滤波的方式进行抑制，将传导干扰电平进行优化、控制，实现EMI抑制的目标。在电源电路中，如果使用电感元件作为滤波器件，通常只能够将其应用在窄信号频率中，主要是因为电感元件在高频段中，会出现明显的自激振动问题，同时容性特征十分明显，很难实现EMI抑制的目标。所以，在设计滤波抑制的过程中，应该运用磁珠将RF噪声进行有效的消除，而磁珠只可以直流通过，进而对高频信号进行抑制，保证射频电路中EMI抑制的效果。