2006ghz电子产品的噪讯对策技术

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1、GHz电子产品的噪讯对策技术所谓的Giga源自于「gigantic」一词，物理学的G是十的九次方()相当于十亿，也就是说1GHz等于10亿Hz。民生用GHz电子产品是从卫星播送的11.6～12.7GHz揭开序幕，随后行动电话、LAN、Bluetooth、ETC的加入，使得GHz的电子产品逐渐成为生活中的一部分。在此同时CISPR11、CISPR22、FCC、Part5等有关电磁波干扰的规范也开始进行制定与检讨。基本上解决GHz的EMI问题，必需使用浮游量、电感(inductor)以及残留电感系数(inductance)极小的电

2、容；此外基于共振的考量，电波吸收体的设计也是噪讯对策技术重要的一环。接下来本文将介绍GHz对电路所造成噪讯现象，以及GHz所产生的EMI(ElectroMagterneticInterference)噪讯问题，同时深入探讨EMI对策技术。　GHz的波长文电磁波在大气中的速度是3×108m，1GHz的周期长度也就是1GHz的波长λ，可由下式求得:由上式得知1Hz的波长λ为3×108m，等于30万km；地球的圆周长为4万km，地球七圈半的圆周长度，相对于1Hz波长时，地球的圆周等于是30cm的长度。常驻波(standingwave

3、)与共振端缘的反射会有某种复归，该复归量如果超过该线路与loop的消费量，以及该线路或是loop放射至外部的数量总合时就会产生复归现象。波长愈长且1/2波长或是1/4波长的反射点很远时，例如反射很强大而单位传输损耗很小，总传输损耗很大时，其结果是折返至发生源的能量变小，相对的多重反射也就不易产生常驻波。由于GHz的电磁波的波长很短，因此即使很小的反射导体，反射能量就变得非常强大，加上入射波与反射波相互重迭，最后导致常驻波较易突出。　如果线路与loop发生共振或是常驻波，在频率周围就会发生极大的放射现象，使得增幅器(amplif

4、ier)与混合器(mixer)的动作变得很不稳定。「常驻波的一般定义」根据JISC5601的规范是指媒介内有不连续物时，进入该部的入射波与反射波合成后，会形成看似未行进之波称为常驻波。线状导体的两端如果是呈开放或是短路状态时，在波长1/2附近会产生共振与再放射现象；同理线状导体的一端呈开放状，另一端为短路状态时，在波长1/4附近也会产生共振与再放射现象；而loop状导体祇需一波长就会产生共振现象。图1是两端呈开放状长15cm与18cm的导线置于IC上方未作电气连接，之后依照噪讯3m法，量测波长1/2附近的共振与再放射的特性，由

5、图可知15cm的导线在830MHz，18cm的导线在670MHz附近的放射噪讯程度(noiselevel)大幅突出。　GHz波长的1pF1pF的静电容量可说是微乎其微的数值，但是在GHz波长领域即使是很微小的静电容量，也会构成相当大的阻抗(impedance)成份，1GHz的1pF阻抗(亦称为reactance，电抗)可由下式求得:也就是说10GHz时的阻抗会变成15.9(Ω)。陶瓷电容(ceramiccondenser)最小的静电容量大约是0.5pF左右，不论是0.5pF或是1pF的静电容量，对声音频率与传统的无线电频率而言

6、，等于是接近无限大而且是无法忽视的容量，尤其是对GHz波长时的特性阻抗会构成具大影响。图2是1pF的静电容量在电极间变成电感(inductor)浮游容量时，GHz波长的电感(coil)特性变化。传统的电感(coil)通常祇有数pF至数十pF的浮游容量，相较之下1pF在1～2GHz时电感会大幅劣化，换言之用于GHz的电容器(condenser)电感可说是最大难题，因为它要求电感的浮游容量不可超过0.1pF以上。　GHz波长的1nH1nH的电感系数(inductance)虽然是很微小的数值，但是在GHz波长领域即使是很微小的电感系

7、数(coil成份)，也会变成相当大的阻抗(亦称为阻抗成份)，1GHz时1nH的阻抗(亦称为reactance，电抗)ZL可由下式求得:10GHz时阻抗为62.8(Ω)。1nH的阻抗相当于直径0.5mm，长0.5～1.0mm导线(wire)的阻抗值，或等于块状金属所产生的阻抗。不过在GHz波长领域，即使如此微小的阻抗也会对特性阻抗构成重大影响。图3是旁通电容(bypasscondenser)1nH的残留电感系数，对GHz波长领域特性的影响。由图可知如果将电容当作passcom使用时，祇要有1nH的电感系数就会使特性劣化，在1～2

8、GHz欲获得20dB左右的插入损失，就需将残留电感系数抑制于0.2nH以下。　　表皮深度高频电流会因为表皮效应(skineffect)，使得大部分的电流都流向导体的表面与周围。如图4所示相对于表面电流密度，电流密度1nepe会作1/e(≒0.361≒8.686dB)衰减，所谓