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破解EMI问题 产品设计阶段即抢占市场先机

  • 周维棻台北

固纬电子的GKT-008近场探棒搭配获2017台湾精品奖的GSP9330频谱分析仪,更能简化并快速解决EMI问题。
固纬电子的GKT-008近场探棒搭配获2017台湾精品奖的GSP9330频谱分析仪,更能简化并快速解决EMI问题。

为满足市场与消费者需求,产品性能不断提升的同时,电磁干扰(EMI)防制挑战日益艰钜。固纬电子特于台北国际电子产业科技展(TAITRONICS)展览期间,举办「EMI/EMC问题防制与对策研讨会」,现场逾百人共襄盛举。

产品设计日益复杂 EMI防制挑战越来越大

固纬电子国内营业处协理许居永(图左);固纬电子无线通讯研发处协理廖岳儒(图右)。

固纬电子国内营业处协理许居永(图左);固纬电子无线通讯研发处协理廖岳儒(图右)。

产品内部元件密度愈高,EMI防制的挑战愈大。一般来说,确认了EMI标准后,要针对测试项目逐项测试,完成后再交由认证实验室再次测试,测试通过则准备测试报告与文件,测试未通过则进行修正后再重复上述步骤。倘若不能在开发阶段改善EMI问题,将可能造成产品验证无法顺利通过,耗费时间与成本,甚至延后产品上市时间。

EMI信号可分为连续、重复、随机三种,为了准确将不同的EMI信号都测量出来,标准要求使用峰值(Peak)、准峰值(Quasi-Peak, QP)以及平均值(Average)等检测器进行量测。固纬建议,一开始先以峰值模式进行测试,除了测试速度比准峰值和平均值快,若峰值测试通过,其他两种模式也能通过,如此一来便不须再另行测试。

至于抑制EMI的基本方法,则有隔离、滤波、接地三种。隔离的目的是将辐射能量限制在特定区域,或是防止辐射能量进入特定范围。此法能有效降低整个频率的杂讯,但必须事先规划PCB上的区域,且隔离所使用的金属片、金属导片、导电泡棉等,必然增加了成本。

而良好的滤波则能降低杂讯源能量,抑制杂讯能量辐射。但此法必须花时间找到问题点,还容易影响产品功能。元件成本也是考量之一,目前作为滤波元件的种类包含电阻、电容、电感以及铁气体磁环或磁珠。放置滤波元件时应注意:元件要尽可能靠近杂讯的出脚、尽可能靠近杂讯的I/O port、前后PCB走线要保持距离。

至于良好的接地设计则能降低成本、节省时间,且不影响产品功能。在设计时须注意:接地路径长度越短越好、接地面积越大越好,还要避免不必要的地回路。

选择更高效率的EMI除错工具 在产品设计阶段抢占市场先机

通常实验室所量测到的EMI信号是整体远场信号,需进一步使用近场探棒作为量测工具,从PCB内部找出真正的EMI发射源。一般来说,使用大尺寸探棒无法识别真正的辐射源,用小尺寸探棒又有感度较差的问题。固纬电子的GKT-008近场探棒,具有体积小、高感度的特性,能辨别真正的辐射源,且不需使用电场和磁场探棒分别测试,亦没有磁场探棒摆放角度的问题。

搭配获2017台湾精品奖的GSP9330频谱分析仪,更能简化并快速解决EMI问题。GSP-9330是一台测试速度极快的3.25 GHz 频谱分析仪,其扫描速度最快可达204 μs,透过高速的扫描时间,用户可轻易处理并分析调变信号。而处理调变信号最重要的关键,乃在于快速扫描与提供信号解调功能,GSP-9330可提供类比信号AM/FM、数码信号ASK/FSK,以及2FSK调变信号的解调与分析。此外,EMC的量测在产品设计过程中极为重要,GSP-9330将EMC预先诊断测试解决方案纳入其中,内建EMC protest专属按键,大幅简化操作设定;EMI法规选择、EMI滤波器以及EMI准峰值、平均值检波侦测,有效提升量测效率。

固纬电子在全球80个国家共计6间分公司、400家代理,以自有品牌渗透全球。包含电源供应器、示波器、频谱分析仪、信号源、量测仪器等五大产品线,皆投入大量研发资源与能量,至今已能提供超过300种电子量测仪器品项,屡屡获得台湾精品奖和科技创新奖肯定。