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破解EMI問題 產品設計階段即搶占市場先機

  • 周維棻台北

固緯電子的GKT-008近場探棒搭配獲2017台灣精品獎的GSP9330頻譜分析儀,更能簡化並快速解決EMI問題。
固緯電子的GKT-008近場探棒搭配獲2017台灣精品獎的GSP9330頻譜分析儀,更能簡化並快速解決EMI問題。

為滿足市場與消費者需求,產品性能不斷提升的同時,電磁干擾(EMI)防制挑戰日益艱鉅。固緯電子特於台北國際電子產業科技展(TAITRONICS)展覽期間,舉辦「EMI/EMC問題防制與對策研討會」,現場逾百人共襄盛舉。

產品設計日益複雜 EMI防制挑戰越來越大

固緯電子國內營業處協理許居永(圖左);固緯電子無線通訊研發處協理廖嶽儒(圖右)。

固緯電子國內營業處協理許居永(圖左);固緯電子無線通訊研發處協理廖嶽儒(圖右)。

產品內部元件密度愈高,EMI防制的挑戰愈大。一般來說,確認了EMI標準後,要針對測試項目逐項測試,完成後再交由認證實驗室再次測試,測試通過則準備測試報告與文件,測試未通過則進行修正後再重複上述步驟。倘若不能在開發階段改善EMI問題,將可能造成產品驗證無法順利通過,耗費時間與成本,甚至延後產品上市時間。

EMI信號可分為連續、重複、隨機三種,為了準確將不同的EMI信號都測量出來,標準要求使用峰值(Peak)、准峰值(Quasi-Peak, QP)以及平均值(Average)等檢測器進行量測。固緯建議,一開始先以峰值模式進行測試,除了測試速度比准峰值和平均值快,若峰值測試通過,其他兩種模式也能通過,如此一來便不須再另行測試。

至於抑制EMI的基本方法,則有隔離、濾波、接地三種。隔離的目的是將輻射能量限制在特定區域,或是防止輻射能量進入特定範圍。此法能有效降低整個頻率的雜訊,但必須事先規劃PCB上的區域,且隔離所使用的金屬片、金屬導片、導電泡棉等,必然增加了成本。

而良好的濾波則能降低雜訊源能量,抑制雜訊能量輻射。但此法必須花時間找到問題點,還容易影響產品功能。元件成本也是考量之一,目前作為濾波元件的種類包含電阻、電容、電感以及鐵氣體磁環或磁珠。放置濾波元件時應注意:元件要儘可能靠近雜訊的出腳、儘可能靠近雜訊的I/O port、前後PCB走線要保持距離。

至於良好的接地設計則能降低成本、節省時間,且不影響產品功能。在設計時須注意:接地路徑長度越短越好、接地面積越大越好,還要避免不必要的地迴路。

選擇更高效率的EMI除錯工具 在產品設計階段搶佔市場先機

通常實驗室所量測到的EMI信號是整體遠場信號,需進一步使用近場探棒作為量測工具,從PCB內部找出真正的EMI發射源。一般來說,使用大尺寸探棒無法辨識真正的輻射源,用小尺寸探棒又有感度較差的問題。固緯電子的GKT-008近場探棒,具有體積小、高感度的特性,能辨別真正的輻射源,且不需使用電場和磁場探棒分別測試,亦沒有磁場探棒擺放角度的問題。

搭配獲2017台灣精品獎的GSP9330頻譜分析儀,更能簡化並快速解決EMI問題。GSP-9330是一台測試速度極快的3.25 GHz 頻譜分析儀,其掃描速度最快可達204 μs,透過高速的掃描時間,用戶可輕易處理並分析調變信號。而處理調變信號最重要的關鍵,乃在於快速掃描與提供信號解調功能,GSP-9330可提供類比信號AM/FM、數位信號ASK/FSK,以及2FSK調變信號的解調與分析。此外,EMC的量測在產品設計過程中極為重要,GSP-9330將EMC預先診斷測試解決方案納入其中,內建EMC protest專屬按鍵,大幅簡化操作設定;EMI法規選擇、EMI濾波器以及EMI准峰值、平均值檢波偵測,有效提升量測效率。

固緯電子在全球80個國家共計6間分公司、400家通路,以自有品牌滲透全球。包含電源供應器、示波器、頻譜分析儀、信號源、量測儀器等五大產品線,皆投入大量研發資源與能量,至今已能提供超過300種電子量測儀器品項,屢屢獲得台灣精品獎和科技創新獎肯定。