1 簡介

現今使用的電子裝置數量不可勝數，加上這些裝置的體積尺寸越來越精小，使電磁干擾 (EMI) 成為電路設計人員的主要課題。用於通訊、運算和自動化的電路需要在接近 [1] 的範圍內執行。產品也必須符合政府電磁相容性 (EMC) 法規。幾乎每個國家/地區都對其境內行銷或銷售的電子產品的 EMC 進行管制。在美國，聯邦通信委員會 (FCC) 設立法規來規範所有商業 (非軍事) 電磁輻射源 [2]，並在美國國家標準協會 (ANSI) 的標準 C63.4 [3] 中定義輻射和傳導 EMI 測試程序。歐盟 (EU) 國家/地區對電磁排放和電子裝置抗擾性進行了監管；電磁相容性指令 [4] 基本上規定設備必須符合 EMC 的統一標準，並據以進行測試和標籤。

有大量的 EMC 標準與各種類型的設備息息相關。例如，國際電工委員會 (IEC) 61000 標準涵蓋大多數商用產品的抗擾性要求，而國際無線電干擾特別委員會 (CISPR) 32 標準則規定傳導與輻射排放的限制 [5]。 表 1 列出了相關產品領域的 CISPR、歐洲規範和 FCC 標準。美國和歐盟以外的許多其他國家/地區指定須符合 FCC 或 EU EMC 要求，或訂立他們自己的規範。美國和歐洲以外國家/地區的法規通常類似於 FCC 或歐盟規定 [6]。

在考慮智慧電表等特定類型設備時，低 EMI 要求變得更加明顯。智慧電表是未來能源分配的極重要的一環。智慧電表能爲公用事業和最終用戶提供即時用量數據，幫助用戶人監控能源使用情況，同時免除了挨家挨戶抄電表數據的麻煩。大多數智慧電表是透過無線 M-Bus 或 ZigBee 等無線通訊 [7] 進行連線，或是連接行動電話網路 (GSM、LTE cat NB1- NB2- NB2、 2G/3G/5G)。如 圖 1 中所示，智慧電表包含射頻 (RF) 發送器電路，通常位於與電能計量 (計量學) 電路板相同的外殼中。務必儘量減少計量電路的輻射排放，以避免干擾射頻通訊，因爲射頻通訊能以 800MHz、900MHz、1,800MHz、2,100MHz 或 2,700MHz. 等頻率運作。計量電路還需要抗電磁敏感性 (能夠承受無線通訊的電磁能量)，以避免射頻雜訊注入敏感電能量測前端時出現計費錯誤。

本文說明 EMI 來源 (特別指輻射排放) 並呈現一些將類比訊號鏈 EMI 最小化的技術，其中包含詳細佈局範例與量測結果。

圖 1 具備射頻功能的智慧電表。