可攜式產(chǎn)品電磁干擾濾波解決方案

　　電子產(chǎn)品越來(lái)越輕薄短小，電子零件的集積度也就越來(lái)越高，而電源、接地噪聲(Noise)與訊號(hào)(Signal)及其彼此間的耦合(Coupling)現(xiàn) 象，也變成了電子產(chǎn)品在設(shè)計(jì)時(shí)，主要而必須克服的關(guān)鍵因素。

　　而這些無(wú)論是來(lái)自于系統(tǒng)外部，或是來(lái)自于系統(tǒng)本身的噪聲或訊號(hào)，對(duì)訊號(hào)間的輻射 (Radiation)或傳導(dǎo)(Conduction)干擾問(wèn)題，若在30MHz到1GHz的頻率范圍，就是所謂的電磁干擾(EMI, Electromagnetic Interference)問(wèn)題;當(dāng)影響到了更高頻的無(wú)線傳播頻率區(qū)段(RF, Radio Frequency)時(shí)，則又稱為無(wú)線頻段干擾(RFI, Radio Frequency Interference)的問(wèn)題。而在可攜式產(chǎn)品中，RFI的問(wèn)題更嚴(yán)重影響到了產(chǎn)品的通訊質(zhì)量。

　　要解決這些煩人的電磁干擾問(wèn)題，首先從大的方向來(lái)分類，可分為訊號(hào)完整性(SI, Signal Integrity)的問(wèn)題，以及電源完整性(PI, Power Integrity)的問(wèn)題。在實(shí)務(wù)的量測(cè)解析上，會(huì)使用到近場(chǎng)(Near Field)量測(cè)的除錯(cuò)模式(Debug Mode)，及遠(yuǎn)場(chǎng)(Far Field)量測(cè)的驗(yàn)證模式。如果對(duì)于產(chǎn)品的組件特性及邊界條件掌握度夠高，也可以用仿真軟件(如ANSYS、Keysight、CST...等公司所提 供的電磁模擬工具)來(lái)做模擬驗(yàn)證與預(yù)測(cè)。若要對(duì)產(chǎn)品中各組件在各種運(yùn)作下的特性進(jìn)一步了解，還會(huì)使用時(shí)頻(Time-Frequency)的數(shù)值分析方法 (如FFT, HHT, enhance-Morlet Transfer...等)。在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)實(shí)務(wù)上，要解決這些問(wèn)題的手法，不外乎必需使用到濾波(Filter)、移頻(Moving Resonant Frequency)、展頻(SSC, Spread Spectrum Clock)...等手法。

　　展頻的手法，在現(xiàn)今的科技多已做入了集成電路(IC, Integrated Circuit)中，大多與頻率相關(guān)的集成電路都會(huì)有展頻的設(shè)計(jì)，主要用在解決訊號(hào)在線的主頻能量太強(qiáng)之問(wèn)題。移頻則是一種較籠統(tǒng)的解決方案之說(shuō)法，主要 目的是把有問(wèn)題的頻率極點(diǎn)位置，移開(kāi)出目前所在意的頻段范圍。但是如何找到問(wèn)題率頻點(diǎn)，大多只能仰賴仿真工具來(lái)找出頻率響應(yīng)(Resonant)點(diǎn)，才能 再想對(duì)策(如加濾波組件或改變線寬、線長(zhǎng)或方向)來(lái)重新布局。但是，由前面所提及的解析注意要項(xiàng)中可知，如果對(duì)組件特性及邊界條件不夠完整的情形下，非常 容易變成了GIGO(Garbage In Garbage Out)的結(jié)果。而使用濾波器則是最為直觀且直接的解決手法，當(dāng)然其中也蘊(yùn)含有移頻的意味存在，然而各種濾波器卻有各自的使用方法及限制。

　　在解決EMI/RFI問(wèn)題時(shí)，最常使用到的濾波器如圖一所示，都是屬于低通濾波裝置。其中π型濾波器(π-Model Filter)是最有效率而簡(jiǎn)單的濾波裝置，一般常用的整合性產(chǎn)品又分為CLC及CRC兩種類型，如圖二所示。