传导电磁干扰(EMI)测量技术|EMI/电磁兼容EMC设计讲座（二）

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  &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 对EMI而言，滤波器是做何用途呢？表一列出了FCC和CISPR 22的EMI限制规定。此表中比较特殊的是，除了可用dBμV计量以外，也可以用mV来计量。这对那些讨厌使用对数（logarithm）计算的设计者而言很便利。<br />在对数的定义里：db=20log10[V1/V2] ，V1/V2是输出入电压的比值。所以，dBμV表示是以IμV为对数的比较基准。下式是mV转换成dBμV的公式： <p>(dBμV)=20Хlog[mV/10-6]</p><p>譬如：0&#46;25mV可以透过公式，得出：20log10[0&#46;25Х1,000/1] ≌48 dBμV。</p><p>而dBμV转换成mV的公式如下：</p><p>(mV)=(10(dbμV)/20)Х10-3<br />　</p><p align="center"><table cellspacing="1" cellpadding="0" align="center" bgcolor="#cccccc" border="0"><tbody><tr><td><table cellspacing="0" cellpadding="0" bgcolor="#ffffff" border="0"><tbody><tr><td><img hspace="2" src="http://www&#46;emccn&#46;com/UserFiles/2006-6/9/20066911144877&#46;gif" vspace="2" border="0" /></td></tr></tbody></table></td></tr></tbody></table></p><p align="center"><em>表一：传导式EMI的限制</em></p><p>　</p><p>必须注意的是，FCC并没有规定平均的限制值，只规定了「准峰值（quasi-peak）」。虽然，FCC有认可CISPR 22的限制值。但是，FCC不允许两者混用或并用。设计者必须择一而从。不过，以目前的情况来看，FCC Part 15势必会逐渐和CISPR 22完全一致的。</p><p>表二是dBμV与mV的快速转换对查表，我们可以利用上述的公式来转换dBμV、mV；或利用表二查得。</p><p align="center"><table cellspacing="1" cellpadding="0" align="center" bgcolor="#cccccc" border="0"><tbody><tr><td><table cellspacing="0" cellpadding="0" bgcolor="#ffffff" border="0"><tbody><tr><td><img hspace="2" src="http://www&#46;emccn&#46;com/UserFiles/2006-6/9/20066911145893&#46;jpg" vspace="2" border="0" /></td></tr></tbody></table></td></tr></tbody></table></p><p align="center"><em>表二：dBμV与mV的对查表</em><br />　</p><p><br />再观察一下表一中的类别B，尤其是150 kHz至450 kHz，和450 kHz至500 kHz的区域。实际上，对CISPR而言，这是一个连续的区域，因为dBμV对log(f)的限制线在150 kHz到500 kHz的区域内是一条直线。在150 kHz至500 kHz之间，CISPR均限曲线（传导式EMI）的任一点之dBμV值可由下式求出：</p><p>(dBμVAVG)= -19&#46;07Хlog(?MHZ)+40&#46;28</p><p>为了方便计算和记忆，上式可以改写成：</p><p>(dBμVAVG)= -20Хlog(?MHZ)+40</p><p>在这个区域内的「准峰值限制」正好比「平均限制」高10dB。所以，在150 kHz至500 kHz之间，CISPR准峰值限制曲线（传导式EMI）的任一点之dBμV值可由下式求出：</p><p>(dBμVQP)= -19&#46;07Хlog(?MHZ)+50&#46;28</p><p>同样的，上式也可以改写成：</p><p>(dBμVQP)= -20Хlog(?MHZ)+50</p><p>CISPR 22类别B在150 kHz至500 kHz之间的限制值，实际上是上述的化约式。 就数学定义而言，AХlog(?MHZ)+c是一条直线（如果水平轴具有对数刻度），其斜率为A，当频率（f）为1MHz时，它通过c点。就CISPR 22类别B而言，虽然它的dBμV直线在500 kHz处被截断，但是它的渐近线（asymptote）仍会通过40或50dBμV，这分别是「均限曲线」和「准峰值限制曲线」的c点（亦即，频率为1MHz时的dBμV值）。</p><p>例如：当频率为300 kHz时，CISPR 22类别B的EMI限制值是多少呢？利用上述的公式，均限值等于： <br />-19&#46;07Хlog(0&#46;3)+40&#46;28=50&#46;25dBμV</p><p>因为准峰值限制比均限值多10 dB，所以它是60&#46;25 dBμV。</p><p>比较表一中的准峰值限制，是否意味着当超过450 kHz时，FCC标准会比CISPR 22严格？首先，FCC标准是以美国国内的电源电压为测量基准；而CISPR则是使用更高的电源电压来测量。所以这是「淮橘成枳」的问题，不能相提并论。此外FCC虽然没有定义均限值，但是当CISPR 22的准峰值限制和均限值之差超过6 dB以上时，它放宽了限制（约13 dB）。因此，在实务上，符合CISPR标准的产品也会符合FCC的标准。</p><p>有人说：「频率大约在5 MHz以下时，杂讯电流倾向于以差模为主；但在5 MHz以上时，杂讯电流倾向于以共模为主。」不过这种说法缺乏根据。当频率超过20 MHz时，主要的传导式杂讯可能是来自于电感的感应，尤其是来自于输出缆线的辐射。本质上这是共模。但对一个交换式转换器而言，这并不是共模杂讯的主要来源。如表一所示，标准的传导式EMI限制之频率测量范围是从150 kHz至30 MHz。为何频率范围不再向上增加呢？这是因为到达30 MHz以后，任何传导式杂讯将会被主要的导线大幅地衰减，而且传输距离会变短。但缆线当然还会继续辐射，因此「辐射限制」的范围实际上是从30MHz到1GHz。</p><p><strong>结语</strong> </p><p /><p>来自电源电路的EMI是很难察觉的。因为工程师都习惯将电源供应器想像成一个「干净的」电源，殊不知，越是习以为常的元件，越可能是会发射EMI的「黑盒子」。 </p>