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2010年4月14日 (水)

EMIフィルタのはなし

EMIフィルタとは
EMIは[ElectroMagnetic Interference]の略ですが、電磁波からの悪影響を防ぐためのフィルター(部品)をさします。テレビが普及し始めた頃、様々な電子機械(VTR,電子楽器,トランシーバー,コンピューター)などによって妨害を受けて見えなくなったりすることが増えてきました。世界中でこのような不要な電波の輻射を規制する規格が出来、製品開発で注意する重要な項目となってきました。
ハード的には
主に高周波信号が漏れて外部に出やすい、コネクタなど対策が早くから行われ、端子にフェライトビーズや貫通型コンデンサなどを組み合わせたものが多く開発されました。しかしながら、規制が厳しい周波数帯などはそれでも足りず、また筐体のGND(シャーシ)から出てしまう場合も多く、結局内部の信号源自体からの輻射を少なくすることを考慮せざるを得なくなっています。
 CPUのバスラインなどは数十MHzの高速パルスで動作し、高調波成分は1GHzにも及びます。そこで実際に必要な帯域(数十MHz)までは問題なく通り、テレビや携帯電話の周波数は減衰するようなフィルタをバスラインに入れるようになりました。(特に組み込み系の機械ですが)
 現在のPC等ではバスラインは数100MHzクロックのSD-RAMなどでは逆に信号ラインの負荷容量が問題になり、パターン設計には不要な反射・輻射のない設計が必要ですが、EMI対策にはフィルタでなくクロックに変調をかけてピーク値を減らすような苦肉の策も見られます。
 また、高出力のRFアンプなどでは内部で電源ラインを通じて高周波のフィードバックが起こり、発振や波形歪みなどの問題が起きます。そのような用途にはドレインなど数Aも流れる電源ラインにフィルタを入れる必要が出てきますが、このような用途に合致するフィルタは多くありません。村田製作所のNFE31Pシリーズは耐圧25V 6Aと大電流用途で、1GHzで30dB程度減衰が取れ重宝します。
ソフト的には
前項でも述べましたが、「必要なレベル・必要な帯域」までに絞り、むやみに広帯域を追求しないことです。最近は組み込み系のCPUでも外部にバスを出すことはあまりなく、内蔵FlashROMで動作する物が多くなってきました。その点ではCPUによる不要輻射は少なくなってきていると思います。

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