當你在收聽廣播時,如果有人在附近打開日光燈,此刻收音機裡往往會傳出「吃吃」的聲音,或者有機車經過時,也會有類似的效果,這不是什麼特殊效果而是電磁干擾。如果電燈的啟動器或機車的點火系統能夠「不要輻射那麼多電磁波」,如果收音機本身能夠「抵抗那麼多電磁波」,問題不就解決了,至少理論上是如此。然而,實際上電磁干擾的問題已經隨著科技進步及環保意識的提高,由原本的小小雜訊問題演變成一條條的法規,接著更形成國與國之間的貿易問題,所以對於以電子產品為輸出主力的我國,電磁干擾是個極為重要的課題。
一般我們比較常用「電磁干擾(EMI)」這個名辭,其實比較正確的名稱應該是「電磁相容」。因為電磁干擾是指A產品干擾B產品,而產品本身抵抗外在電磁波能力的電磁耐受(EMS)則未提及,而電磁相容一詞則包括了電磁干擾(EMI)及電磁耐受(EMS)兩部分。而要了解電磁相容的面貌我們可以從以下的三個角度來看:
法規面
從法規的角度而言,世界上主要國家或經貿體系早已訂定各類電性產品的規範,諸如電子、電氣、資訊、通訊、醫療器材、工業設備等等,說起來各國法規也都大同小異,多半是相互參照,但問題是如果開發的產品不符合該國規定則禁止進口,更別談銷售。所以各國的相關產業界無不卯足全力朝向質優化的方向邁進。
另一方面,某項產品到底符不符合規定是由誰來認定也是個問題,目前的做法大致上有兩種:1.產品只要是在進口國認可的實驗室測試正常,這項產品就被進口國認定為正常。2.該產品廠商自己可以經由自我測試或委託測試,而自我認定正常與否,即自我宣告,其實就是自我保證的做法。但是進口國會不定期抽檢產品,有違法者將受到處罰。
總而言之,提高產品品質是最重要的,但品質提升不是三言二語就可以帶過,必須落實才行。另外,要提升品質必然也會將產品的成本提高而失去競爭力,因此國內有許多測試實驗室除了測試產品之外,也協助廠商修改產品,以較少的代價來達到規格的要求。根據實際上的觀察發現,產品開發完成之後在測試上發生問題要解決,往往非常困難,同時所付出的代價相當大,所以產業界也漸漸意識到產品開發設計時,就應一步一步的將EMC的防制觀念溶入其中才是正途。
測試面
就測試的角度而言,產品的測試也不是隨意的,都有一定的程序及步驟,並要在特定的環境下進行。而這些條件都必須經過公認的認證組織評鑑,這個實驗室才具有檢測資格,目前常見的EMC測試項目如(表一):
測試EMI或EMS時所用的設備特殊之外,場地也很特別。例如有10米OATS、10米半波暗室、3米半波或全波暗室。
技術面
再來從技術面的角度來看,先前提到產品有問題時必須要有辦法克服,可是坦白說,克服的技術是沒有規則可循的,目前在EMC界也都是見招拆招、見機行事,不過,至少可以先以輔助工具如探棒天線,來找出哪裡有最大的問題點,再做進一步的分析。電子產品的電磁相容問題,其實都是由印刷電路板設計不良所導致的。
一個理想的電路設計方針應為「掌握整體印刷電路板的電磁特性,配合每一小部局電路設計時的電磁相容考量,方可獲得最大的電磁干擾抑制。」 (表二)為筆者列出的一些相容設計常見的觀念,供讀者們參考。(本文作者現任職中華電信研究所檢測中心)