作者： Pete Bartolik

直接針對低噪音電子應用進行設計，其成本遠低于在電磁兼容性 (EMC) 測試失敗后再被動地消除有害電磁干擾 (EMI) 所需的費用。

據(jù)廣泛估計，多達 50% 的應用在首次 EMC 測試時都無法通過。重復測試費用、電路板改版、實驗室占用時間以及項目延期等成本，再加上制造與分銷延誤的損失，極容易累計高達 10,000 美元甚至更多。電磁兼容 (EMC) 的最優(yōu)解決方案應永遠誕生在首個原型之前，這是一條值得遵循的經(jīng)驗法則。

為了減少不確定性和猜測，設計人員可以從精心策劃的單一 EMC 產(chǎn)品線，如 Würth Elektronik 提供的產(chǎn)品中選擇組件。該公司可提供由 5,000 多種 EMC 組件構成的全面產(chǎn)品組合，其中包括鐵氧體、電感器、電容器、吸收器、屏蔽材料等，所有組件均經(jīng)過精心設計和全面測試，能夠很好地協(xié)同工作。

隨著對小型化的需求不斷增長，EMC 日益成為一個問題。例如，物聯(lián)網(wǎng)傳感器節(jié)點在智慧家居、工業(yè)、醫(yī)療和農(nóng)業(yè)環(huán)境中越來越常見，但容易受到電磁干擾。

物聯(lián)網(wǎng)傳感器依賴于小型印刷電路板、密集布局、開關電源、微控制器和集成無線電，這實際上就注定了潛在的噪音問題。在一塊小小的電路板中，可能包含 DC/DC 轉換器、天線和高速信號——所有這些都會相互競爭，破壞信號完整性。

精心設計的 EMI 解決方案，例如 Würth 的 WE-EMIP 貼片和匹配鐵氧體陣列可以通過減少發(fā)射、保持信號完整性以及實現(xiàn)更順暢的合規(guī)路徑，可以幫助我們理順潛在的混亂狀態(tài)。

設計指南

設想一個通過低功耗藍牙 (BLE) 無線電傳輸數(shù)據(jù)的環(huán)境傳感器。開關穩(wěn)壓器選擇不當可能會輻射噪聲。BLE 天線對干擾很敏感，并且數(shù)字通信線路可以通過電源軌發(fā)射 EMI。

以下是如何在 EMC 就緒設計中使用 Würth 組件的簡明指南：

· Würth 的 WE-CBF 片狀鐵氧體可以與電源線串聯(lián)——通常位于降壓穩(wěn)壓器的輸入和輸出端，以衰減高頻開關噪聲。這有助于抑制傳導 EMI，保持潔凈的電源軌并限制由 PCB 印制線或電纜產(chǎn)生的發(fā)射干擾。

· 去耦電容器和大容量電容器可以與鐵氧體配對，以平滑 VCC 上的瞬態(tài)并減少紋波。Würth Elektronik 的 860040573003 鋁電解電容器旨在抑制 EMI 和射頻干擾 (RFI)。在要求線路濾波性能可靠的電源、家用電器、智能電表和物聯(lián)網(wǎng)設備中，這種電容器能夠穩(wěn)定運行。

· 371001 WE-EMIP EMI 貼片式吸收器（圖 1）可直接位于諸如開關穩(wěn)壓器或 BLE 片上系統(tǒng) (SoC) 模塊等會產(chǎn)生噪聲的組件上方或附近，以吸收輻射 EMI，并將天線和敏感電路與局部干擾隔離。

圖 1：Würth 的 WE-EMIP 貼片器件提供了一種易用方法來隔離敏感元件與 EMI。（圖片來源：Würth Elektronik）

· 像 WE-CMB HC 系列 74482210002 之類的共模扼流圈可以抑制 AC 電源輸入的噪聲，用于防止智慧家居設備干擾電網(wǎng)，或者確保為存在電氣噪聲的工業(yè)環(huán)境提供潔凈電源。

· EMI 敏感組件，例如 MCU、SoC、無線模塊和時鐘振蕩器等可以使用 14.12 mm x 14.12 mm x 2.00 mm 表面貼裝鍍錫鋼蓋進行屏蔽，例如 WE-SHC 系列 3600213120S（圖 2），適用于緊湊型嵌入式應用。

圖 2：Würth 的 WE-SHC 系列 3600213120S 采用緊湊型表面貼裝外殼，用于屏蔽 EMI 敏感元件。（圖片來源：Würth Elektronik）

Würth Elektronik 的一系列電路保護壓敏電阻可防止雷擊或 ESD 事件引起的電壓瞬變。設計人員還可以利用 Würth 的濾波扼流電感器來抑制差模。另外，還提供濾波器設計套件，其中包含精選的無源元件，例如鐵氧體、扼流圈和電容器。這些器件都是針對各種用例的 EMI 抑制而定制的，為設計人員提供了可實操的方法，進行原型設計并評估 EMC 解決方案。

該公司還提供可簡化緊湊型互聯(lián)環(huán)境傳感器開發(fā)的補充組件。具體包括用于蜂窩物聯(lián)網(wǎng)、Wi-Fi 和藍牙連接的預認證無線電模塊，以及基于 MEMS 的溫度和濕度傳感器，這些器件以小尺寸實現(xiàn)了可靠的低功耗數(shù)據(jù)采集。

結語

Würth Elektronik 的組件構成了一套綜合工具包，用于構建符合現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)和電子系統(tǒng)需求的性能強大且符合 EMC 標準的應用。這些組件克服了 EMI 抑制和電壓瞬變保護等關鍵難題，同時提高了緊湊型互聯(lián)環(huán)境傳感器的可靠性和性能。該公司豐富的 EMC 目錄和設計套件為設計人員提供了精心籌劃的一站式服務，以滿足他們的各種需求。