2 EMI 和辐射发射来源

EMC 是指在存在 EMI 的情况下，电气系统在其预定环境中正常运行的能力，以及不成为超出相关标准规定限制的电磁环境干扰源的能力 [1]。

EMI 可以是辐射干扰，也可以是传导干扰。辐射干扰以无线电波的形式传播，也称为射频干扰。传导干扰来自传输信号和电力的电缆中电流产生的磁场。

本文重点关注如何尽可能减少辐射干扰。在印刷电路板 (PCB) 上或安装在 PCB 上的集成电路 (IC) 内部，辐射发射的一些主要来源包括：

• 开关信号，如时钟信号，在数字信号转换过程中电压电平会快速发生变化。这是因为信号中含有高频成分。开关和时钟信号对于 IC 内部和 IC 之间各种元件的同步运行至关重要。
• 开关稳压器和其他元件，它们会导致电源线上的电流消耗快速变化。
• 输入/输出缓冲器，尤其是与 USB、HDMI 或以太网等高速接口相关的缓冲器，因为它们需要处理高速信号转换。
• 在频率高于基波信号时，IC 内部电路中的非线性行为产生的谐波。
• IC 互连和结构中的寄生电容、电感和电阻。
• 触发 ESD 保护电路的静电放电 (ESD) 事件。

图 2 展示了 TI 的 AMC131M03 电隔离模数转换器 (ADC) [8] 及其内部架构和印刷电路板上的连接所产生的主要辐射源。ADC 用于三相电能计量应用，图 2 显示了单相（相 A）的电路。信号链的设计目的是提取电压和电流测量值，用于能源监测 [8]。ADC 通道 0 通过分流电阻器测量相电流，通道 1 通过电阻分压器测量相电压 [8]。对辐射影响最大的是内部开关直流/直流转换器（图 1 中的 a），它在高压侧产生隔离电源 [8]。第二大辐射发射源是数字隔离（图 2 中的 b），因为它是通过堆叠电容屏障使用高频开/关键控传输实现的 [8]，[9]。此外，时钟信号也会在很宽的频率范围内产生辐射，例如 ADC 调制器时钟 CLKIN（图 2 中的 c），以及 ADC 和微控制器之间的数字通信接口（图 2 中的 d）。