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硬件EMC规范讲解

作者:admin    来源:未知    发布时间:2019-08-07 23:42    浏览量:

  本规范简绍EMC的主要原则与结论,为硬件工程师们在开发设计中抛砖引玉。值得收藏~

  电磁干扰的三要素是干扰源、干扰传输途径、干扰接收器。EMC就围绕这△▪▲□△些问题进行研究。最基本的干扰抑制技术是屏蔽、滤波、接地。它们主要用来切断干扰◆■的传输途径。广义的电磁兼容控制技术包括抑制干扰源的发射和提高干扰接收器的敏感度,但已延伸到其他学科领域。

  本规范重点在单板的EMC设计上,附带一些必须的EMC知识及法则。在印制电路板设计阶段对电磁兼容考虑将减少电路在样机中发生电磁干扰。问题的种类包括公共阻抗耦合、串扰、高频载流导线产生的辐射和通过由互连布线和印制线形成的回路拾取噪声等。

  1、五一五规则,即时钟频率到5MHz或脉冲上升时间小于5ns,则PCB板须采用多层板。

  由于地平面电流可能由多个源产生,感应噪声可能高过模电的灵敏度或数电的抗扰度。

  2、工作频率低于1MHz时,噪声一般由电场或磁场☆△◆▲■引起,(磁场引起时干扰,一般在几百赫兹以内),1MHz以上,考虑电磁干扰。单板上的屏★△◁◁▽▼蔽实体包括变压器、传感器、放大器、DC/DC模块等。更大的涉及单板间、子架、机架的屏蔽。3、 静电屏蔽不要求屏蔽体是封闭的,只要求高电导率材料和接地两点。电磁屏蔽不要求接地,但要求感应电流在上有通路,故必须闭合。磁屏蔽要求高磁导率的材料做 封闭的屏蔽体,为了让涡流产生的磁通和干扰产生的磁通相消达到吸收的目的,对材料有厚度的要求。高频情况下,三者可以统一,即用高电导率材料(如铜)封闭并接地。

  4、对低频,高电导率的材料吸收▪▲□◁衰减少,对磁场屏蔽效果不好,需采用高磁导率的材料(如镀锌铁)。

  5、磁场屏蔽还取决于厚度、几何形状、孔洞的最大线、磁耦合感应的噪声电压UN=o=jwM.I1,(A为电路2闭合环路时面积;B为磁通密度;M为互感;I1为干扰电路的电流。降低噪声电▪•★压,有两个途径,对接收电路而言,B、A和COS0必须减小;对干扰源而言,M和I1必须减小。双绞线是个很好例子。它大大减小电路的环路面积,并同时在绞合的另一根芯线上产生相反的电动势。

  接地点选在放大器等输出端的地线、对电缆屏蔽层,L 0.15λ时,一般均在◆▼输出端单点接地。L0.15λ时,则采用多点接地,一般屏蔽层按0.05λ或0.1λ间隔接地。混合接地时,一端屏蔽层接地,一端通过电容接地。5、对于射频电路接地,要求接地线尽量要短或者根本不用接线●•☆■▲而实现接地。最好的接地线是扁平铜编□◁织带。当地线波长的奇数倍时,阻抗会很高,同时相当λ/4天线,向外辐射干扰信号。

  2、选择交直流电源滤波器抑制内外电源线上的传导▲★-●和辐射干扰,既防止EMI进入电网,危害其它电路,又保护设◇•■★▼备自身。它不衰减工频功率。DM(差摸)干扰▲●…△在频率 1mhz时占主导地位。cm在 1MHz时,占主导地位。

  3、使用铁氧体磁珠安装在元件的引线上,用作高频电路的去耦,滤波以及寄生振荡的抑制。

  4、尽可能对芯片的电源去耦(1-100nF),对进入板极的直流电源及稳压器和DC/DC转换器的输出进行滤波(uF)。

  单板的干扰抑制涉及的面很广,从传输线的阻抗匹配到元器件的EMC控制,从生产工艺到扎线方法,从编码技术到软件抗干扰等。一个机器的孕育及诞生实际上是EMC工程。最主要需要工程师们设计中注入EMC意识。

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