RS的来源及RS问题的本质

工程师经常希望用抗生素，疫苗或某种形式的万能药可以治愈放射敏感性（RS）或放射免疫性。不幸的是，解决RS问题并不是那么容易。确实，物理定律适用。在本文中，我们讨论了RS的来源。我们还提供了提示和提示，以保护系统，电源，印刷电路板（PCB）和电子组件免受射频干扰。

简介

众所周知，RF能量会迅速加热生物组织，因此，暴露于高水平的RF辐射会对人体健康构成威胁。这是在微波炉中加热食物的原理。现在想象一下，如果是人体暴露在外，人体将无法消散在此过程中可能产生的过多热量。

工程师经常希望用抗生素，疫苗或某种形式的万能药可以治愈放射敏感性（RS）或放射免疫性。不幸的是，解决RS问题并不是那么容易。确实，物理定律适用。在本文中，我们讨论了RS的来源。我们还提供了提示和提示，以保护系统，电源，印刷电路板（PCB）和电子组件免受射频干扰。

蓝绿色面包模具已经用于治疗感染已有数百年的历史了。然后在1932年，亚历山大·弗莱明（Alexander Fleming）意识到了这种抗生素的作用，并将其命名为青霉素药物。他不是第一个发现治疗价值的人，但是他发起了一系列活动，导致了1940年代青霉素的商业化和大规模生产。“纯净的面包模”从字面上拯救了数百万人的生命。

人们多久想吃一次药并将其用作治疗其他问题的方法？比我们可能意识到的更多。尽管青霉素一直是人类的灵丹妙药，但它对放射性敏感性（RS）无效。对于这个问题，我们必须求助于物理定律，该定律确实教会了我们如何控制对无线电干扰的敏感性。

理解RS问题的本质

据Sayre称，敏感性是“电子设备容易受到另一设备的电磁场的不利影响。” 一般而言，电磁场是无线电信号。电磁干扰（EMI）和射频干扰（RFI）相关并且多次互换使用。

“数字IC不受RFI的影响，所以为什么不使用模拟IC？” 问一个新的数字工程师。数字IC受RFI的影响，但并不是很明显。实际上，数字是具有阈值的模拟信号。一旦数字信号电平高于或低于两个阈值，大多数情况下可以忽略低电平RFI。但是，这并不总是正确的，因为边缘抖动是由过渡上的干扰引起的。大多数数字设备在系统级别受到保护。因此，增加RFI保护的数字逻辑门的成本增加一倍或两倍是不经济的，尤其是在大多数客户不需要它的情况下。

RS是主要针对无线电集成电路（IC）的系统规范，只有少数例外。大多数系统中的大多数电路都通过外壳（屏蔽）电源去耦网络，电源线滤波器和隔离电路与外界隔离。此规范有两个例外：直接连接到天线的无线电设备，以及连接到系统输入和输出端口的其他设备。Ed Hare从业余无线电爱好者（HAM）的角度讨论了消费类设备，有线电视，电视机，VCR，电话和其他音频系统的干扰问题。他的书的第17章简化了美国RFI法规和标准，附录C重印了FCC的《家庭娱乐设备干扰手册》。

保护与外界的模拟连接

ESD需要两个不同的保护等级：IC内部的ESD在处理和组装过程中对其进行保护；系统级ESD位于输入/输出（IO）端口，更坚固，并且需要不适合IC内部的分立器件。

RS最重要的是与外界的系统连接。典型示例是交流电源进入系统盒或信号进入设备（例如电视天线，碟形卫星天线或以太网电缆）的地方。下一个要关注的是音频和视频以及网络连接之类的电缆的出口点。

电源连接（传导发射）

共模扼流圈电力线滤波器。

在交流电源线入口处是一个低通滤波器块。这样可以保护系统免受来自外部来源的任何RFI的侵害。由于滤波器是互易的，因此还可以防止来自系统和开关电源的信号传播到交流电源线上。该滤波器是无源的，由共模扼流圈（电感器）和电容器组成。典型的Corcom®电源滤波器的原理图如图1所示。

输入和输出RFI保护（传导性发射）

Corcom还生产其他用于直流电压的滤波器模块，RJ-11插孔（电话）和RJ-45插孔（以太网）。这些模块可防止RFI侵入系统机箱，并衰减系统中产生的任何杂散信号而不会离开机箱。入口和出口点通常由无源元件制成的低通滤波器保护。受带通滤波器保护的无线电和电视射频信号是一个例外。实际上，低于和高于所需无线电频率的信号均被阻止。

半导体和IC中

的RS最简单的半导体是二极管，一种小型单向开关。图2显示了一种晶体无线电，这是1930年代相当普遍的设计。10顶部是天线，底部是地面。没有提供在电台之间进行选择的调整。在那些日子里，周围只有很少的车站，而最近的和最大的车站压倒了其他车站。二极管对RF进行整流，将其转换为高阻抗耳机转化为声音的音频能量。

水晶收音机原理图。

二极管容易受到无线电信号的影响吗？是的，的确如此，这就是将其包括在这里的全部意义。图3是现代IC内部最常见的电路。该电路通过在ESD结构中使用二极管来管理ESD。与水晶收音机一样，ESD二极管也可以解调无线电信号。因此，有必要采取措施保护ESD二极管免受无线电信号的侵害。

该示意图适用于具有ESD保护功能的现代无线电电路。

如果将射频信号施加到信号引脚或VCC电源引脚会怎样？该电路的功能恢复为水晶收音机。现在显而易见的问题是：普通的IC ESD二极管是否容易受到无线电信号的影响？绝对地。如图3所示，VCC线有一个接地电容。这提供了一条穿过电容器的路径，使无线电信号被分流到地。例如，美国AM广播电台位于1MHz左右的频带中。如果图3（B）中的电容器为0.1µF，则它将减小AM无线电信号，因为该频率下的电容器为低阻抗。

实际上，电路中的任何非线性都会校正杂散信号。具有出色线性度的放大器的整流性能将低于具有较差线性度的放大器。即使是出色的放大器也将过载，这将导致明显的失真和非线性。

LDO（低压降）和基准电压源等三端稳压器又如何呢？它们包括一个内部基准电压源（通常是一个带隙或齐纳二极管），一个放大器和一个传输晶体管。放大器使用反馈将参考电压与输出电压进行比较，并提供可校正输出的误差信号。所需的输出是稳定的直流电压。当输入线电压变化以及输出负载变化时，稳压器需要工作，因此需要一定的校正速度或带宽。但是，必须限制校正速度，以确保平稳的控制和稳定性。因此，典型带宽最大为200kHz至1MHz。现在，有人问，将大约800MHz的高频无线电信号施加到任何端子（输入，输出，或地面）？无线电信号不会被反馈环路衰减或校正。因此，无线电信号通过调节器传播。幸运的是，调节器需要电源去耦以消除此类无线电信号。电容器只能在其自谐振点以下工作。这就是为什么可能在必须抑制RFI的设备上看到四个去耦电容器的原因。

总结

大多数常见的IC均未经过无线电敏感性测试。这是因为在99.9％的应用中，系统已经受到RFI和EMI的保护，既可以防止侵入系统，也可以防止辐射出系统。无线电集成电路是一个例外。由于它们需要RF起作用，因此这些电路必须结合内部和外部带通滤波，因此仅允许所需的频率进入和离开系统。

编辑：hfy