穎展—— 用“芯”做電子元器件13年專注電子元器件一站式配套服務

什么是EMI控制技術？與ic芯片有什么關系？由12多年專業從事原廠原裝進口芯片及電子元器件一站式配套服務的穎展電子為大家解說。

首先說下EMI的來源：

數字ic芯片從邏輯高到邏輯低之間轉換或者從邏輯低到邏輯高之間轉換過程中，輸出端產生的方波信號頻率并不是導致EMI的唯一頻率成分。該方波中包含頻率范圍寬廣的正弦諧波分量，這些正弦諧波分量構成工程師所關心的EMI頻率成分。最高EMI頻率也稱為EMI發射帶寬，它是信號上升時間而不是信號頻率的函數。計算EMI發射帶寬的公式為：

F=0.35/Tr，其中：F是頻率，單位是GHz；Tr是單位為ns(納秒)的信號上升時間或者下降時間。

從上述公式中不難看出，如果電路的開關頻率為50MHz，而采用的集成電路芯片的上升時間是1ns，那么該電路的最高EMI發射頻率將達350MHz，遠遠大于該電路的開關頻率。而如果IC的上升時間為500ps，那么該電路的最高EMI發射頻率將高達700MHz。眾所周知，電路中的每一個電壓值都對應一定的電流，同樣每一個電流都存在對應的電壓。

當IC芯片的輸出在邏輯高到邏輯低或者邏輯低到邏輯高之間變換時，這些信號電壓和信號電流就會產生電場和磁場，而這些電場和磁場的最高頻率就是發射帶寬。電場和磁場的強度以及對外輻射的百分比，不僅是信號上升時間的函數，同時也取決于對信號源到負載點之間信號通道上電容和電感的控制的好壞，在此，信號源位于PCB板的IC芯片內部，而負載位于其它的IC內部，這些IC可能在PCB上，也可能不在該PCB上。為了有效地控制EMI，不僅需要關注IC芯片自身的電容和電感，同樣需要重視PCB上存在的電容和電感。

隨著IC芯片件集成度的提高、設備的微型化和運作速度越來越快,EMI技術在電子產品中引發的問題也越來越多。以EMC/EMI設計在系統設備上為例,要先在PCB設計階段開始著手,目的在于使電磁兼容最高效，最低成本地實施在系統設備上。

EMI產生及抑制原理

1.EMI是由電磁干擾源經耦合路徑將能量傳遞給敏感系統產生。由公共地線OR導線傳導、通過空間輻射或通過近場耦合三種基本形式。

2.EMI的危害表現為降低傳輸信號質量，使電路或設備受到干擾或破壞，降低電廠兼容標準。

因此在EMI控制技術中，ic芯片的EMI設計原則如下：

●在EMC/EMI技術規范內,將指標分解到單板電路,分級控制。

●為使電路有平坦的頻響，保證電路正常、穩定工作控制好EMI的三要素即：干擾源、能量耦合途徑和敏感系統.

●著重EMC/EMI設計，從設備前端設計入手,并降低設計成本。

目前系統級EMI控制技術有：

1. 把電路在一個Faraday盒中封閉(注意封裝的密封)來實現EMI屏蔽；

2. 在電路板或者系統的I/O端口上采取濾波和衰減技術來實現EMI控制；

3. 實現電路的電磁兼容最高效在EMC/EMI設計技術嚴格控制PCB走線和電路板層(自屏蔽)的電容和電感，從而改善EMI性能。

EMI控制技術，一般來說，越接近EMI源，實現EMI控制所需的成本就越小。PCB上的集成電路芯片是EMI最主要的能量來源，因此如果能夠深入了解ic芯片內部

特征，可以簡化PCB和系統級設計中的EMI控制。

EMI控制技術與ic芯片的關系：

PCB板級和系統級的設計工程師通常認為，它們能夠接觸到的EMI來源就是PCB。顯然，在PCB設計層面，確實可以做很多的工作來改善EMI。然而在考慮EMI控制時，設計工程師首先應該考慮IC芯片的選擇，優先考了國內ic芯片質量比較高的品牌或進口原裝IC。集成電路的某些特征如封裝類型、偏置電壓和芯片的工藝技術(例如CMOS、ECL、TTL)等都對電磁干擾有很大的影響。后續穎展電子將繼續和大家探討IC芯片對EMI控制技術的關系和影響。