隨著全球數(shù)十億物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的出現(xiàn)，設(shè)計(jì)人員越來越多地克服電磁干擾。

據(jù)Oracle稱，到2025年，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將達(dá)到220億個。這些設(shè)備也是多種多樣的，應(yīng)用范圍從消費(fèi)類可穿戴設(shè)備到工廠的無線傳感器。

從設(shè)計(jì)的角度來看，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備普遍關(guān)注的問題之一是頻譜噪聲。因此，全球的電子系統(tǒng)都受到政府法規(guī)的管理，通過嚴(yán)格的電磁兼容（EMC）測試來實(shí)現(xiàn)互操作性。

EMC的基本目標(biāo)是確保彼此相鄰放置的設(shè)備不會干擾第二個設(shè)備的正常運(yùn)行，在EMC領(lǐng)域通俗地稱之為“受害者電路”。當(dāng)?shù)诙€設(shè)備成為侵略者設(shè)備的受害者時，它在一定的敏感度下會受到電磁干擾（EMI）。

在發(fā)射設(shè)備和易感設(shè)備之間存在多種潛在的耦合路徑，設(shè)計(jì)者必須意識到他們的設(shè)備在現(xiàn)場可能受到什么機(jī)制的影響

EMC標(biāo)準(zhǔn)如FCCPart15B、CISPR-32和RSS-GEN名義上分別由美國、歐盟和加拿大政府維護(hù)。

現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)人員面臨的EMC挑戰(zhàn)

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在特定空間內(nèi)的大規(guī)模擴(kuò)散，加劇了電磁頻譜的擁擠，這可能會給設(shè)計(jì)人員爭取設(shè)備運(yùn)行良好帶來麻煩。

目前部署的系統(tǒng)，電磁頻譜已經(jīng)很擁擠了，而物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的大量使用將進(jìn)一步增加特定區(qū)域的平均頻譜密度。

多種EMC分類

使這一問題進(jìn)一步復(fù)雜化的是，EMC標(biāo)準(zhǔn)被分為多種分類，包括傳導(dǎo)和輻射、有意和無意的輻射器。從名義上講，這種劃分將信息技術(shù)和無線電電子學(xué)世界分開。

不同的模擬和數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)

設(shè)計(jì)人員必須考慮的另一個EMC考慮因素是IoT設(shè)備要達(dá)到混合信號（模擬和數(shù)字）設(shè)備的本質(zhì)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)用于從傳感器，數(shù)字控制機(jī)器中捕獲數(shù)據(jù)并提供通信互連鏈接（通常通過無線電鏈接）。

設(shè)計(jì)IoT系統(tǒng)的工程師必須成功通過兩組標(biāo)準(zhǔn)的EMC/EMI測試，從而增加了設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和硬件成本。

北美與歐洲的EMC

面臨EMC問題的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)師面臨的最后一個難題是北美和歐盟（EU）這兩個最大的電子銷售市場之間缺乏標(biāo)準(zhǔn)化。在大多數(shù)情況下，這兩個市場都同意對設(shè)備輻射到其環(huán)境中的限制規(guī)則。

但是，北美商業(yè)市場實(shí)際上沒有規(guī)范設(shè)備敏感性的標(biāo)準(zhǔn)（設(shè)備受到耦合能量的影響程度），從而導(dǎo)致歐盟更加嚴(yán)格的要求之間脫節(jié)。如果產(chǎn)品同時面向兩個市場，則需要進(jìn)行額外的測試。

輻射的任何東西，無論是設(shè)計(jì)還是偶然的，都是有天線造成的，并且天線受互易定律的約束。在射頻頻譜的特定頻段內(nèi)具有低發(fā)射水平的設(shè)備也不太可能受到外界耦合能量的影響。

設(shè)計(jì)人員如何確保電磁兼容性？

有幾種解決EMC問題的策略，AAC的貢獻(xiàn)者IgnaciodeMendizábal在其有關(guān)EMC測試的系列文章中對此進(jìn)行了詳細(xì)介紹。以下是IoT設(shè)計(jì)人員和制造商在整個設(shè)計(jì)過程中回避EMC問題的幾種方法，但這絕不是完整的技術(shù)和方法列表。

消除回流平面中的間隙

Wyatt技術(shù)服務(wù)公司總裁兼首席顧問KennethWyatt表示，許多設(shè)計(jì)人員通過考慮PCB板的堆疊，確保回流平面沒有間隙，以及避免不良的功率傳輸網(wǎng)絡(luò)（PDN）來解決電磁兼容問題。

正如Wyatt先生在2017年的一個小型演示視頻中所展示的，信號返回平面上的間隙會在間隙點(diǎn)處增加發(fā)射。當(dāng)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)階段的早期考慮EMC遵從性時，便可以實(shí)現(xiàn)EMC。

減少時鐘輻射

另一個輻射源來自電子系統(tǒng)中高度重復(fù)的波形，即時鐘源。減少時鐘輻射的一個有效方法是通過用二次信號調(diào)制時鐘來傳播。

通過使用包括正弦波，三角波和偽隨機(jī)調(diào)制的第二個波形調(diào)制時鐘，可以實(shí)現(xiàn)總峰值降低（dBV）。

盡管該技術(shù)減少了時鐘產(chǎn)生的峰值發(fā)射，但它可能會增加時鐘電路的復(fù)雜性。

選擇抗噪設(shè)備

另一種方法是在項(xiàng)目開始時簡單地選擇抗噪聲設(shè)備。制造商知道系統(tǒng)噪聲是模擬傳感器技術(shù)的主要問題。

EMC推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)浪潮的注意事項(xiàng)

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的推出不會很快減慢速度，這使得發(fā)揮作用的合規(guī)設(shè)計(jì)比以往任何時候都更加重要。無論是在智慧城市，先進(jìn)的工業(yè)4.0中運(yùn)行，還是自動咖啡機(jī)，即使存在外部干擾，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備也需要準(zhǔn)確地處理數(shù)據(jù)。
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