EMI輻射信號強度計算

需要距離輻射源多遠才能使輻射信號不干擾系統呢？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）系統的EMI 保護電路性能如何。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) 信號會(huì )從輻射源傳播至某個(gè)接收單元。根本而言，這些信號的功率或者電壓強度在“觸及”敏感的電路時(shí)，取決于發(fā)送器的功率/天線(xiàn)增益以及輻射源和接收器之間的距離（請參見(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 評估時(shí)，可能會(huì )利用電場(chǎng)強度或者輻射功率密度參數。電場(chǎng)強度量化了輻射源干擾電壓的大小。這種窄帶或者寬帶EMI 信號測量單位為伏每米(V/m)。您可以根據喜好，對這種電場(chǎng)強度單位進(jìn)行修改，將它們轉換成dBμV/m，其中dBμV = 20 log (V) + 120μV。

窄帶EMI 信號一般為重復信號或者脈沖序列。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，迅速計算出輻射電壓的極端估計情況Er。寬帶EMI 信號一般為單個(gè)脈沖，例如：閃電、一次ESD 事件或者火花隙。這些脈沖類(lèi)型事件都包含多個(gè)頻率。寬帶信號難以測量，因為它們不重復且速度快。

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，用于解決其窄帶EMI 問(wèn)題?？梢詫⑤椛涔β拭芏葐挝晦D換成dBm/m2，其中dBm (dB milliwatts) = 10 log (W)。
在實(shí)驗室中，可以在時(shí)域和頻域中對EMI信號進(jìn)行預分析。使用一臺示波器對信號進(jìn)行時(shí)域觀(guān)察，然后再使用一臺頻譜分析儀對信號進(jìn)行頻域評估。但是，通過(guò)聯(lián)邦通信委員會(huì )(FCC) 和歐洲國際特別委員會(huì )(CISPR) 無(wú)線(xiàn)電干擾認證的一些公司，必須在產(chǎn)品上市以前就進(jìn)行所有輻射EMI 測量。這種要求可以確保測試結果完全符合FCC 和/或CISPR 規定。測試方法包括使用環(huán)境測試，并使用經(jīng)過(guò)校準的EMI 測試設備和天線(xiàn)。FCC 和CISPR 要求設備發(fā)射的輻射信號必須在規定值以下。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（通用輻射標準）。

圖2 FCC 和CISPR 輻射限制—30MHz到1GHz，測量距離10m

圖2 中，A 類(lèi)限制針對商業(yè)、工業(yè)或者企業(yè)環(huán)境下使用的電子設備。B 類(lèi)限制針對家用電子設備。A 類(lèi)限制也可能適用于家用電子設備。B 類(lèi)限制更加嚴格，因為這類(lèi)設備可能會(huì )靠近TV和無(wú)線(xiàn)電接收設備放置。