5電磁兼容培訓(xùn)膠片（線路板設(shè)計）.ppt

楊繼深2002年4月 PCB的電磁兼容設(shè)計 楊繼深2002年4月 脈沖信號的頻譜 T 1 d 1 tr d tr 諧波幅度 電壓或電流 頻率 對數(shù) 20dB dec 40dB dec A V orI 2A d tr TV orI 0 64A TfV orI 0 2A Ttrf2 楊繼深2002年4月 上升沿越陡高頻越豐富 楊繼深2002年4月 地線和電源線上的噪聲 Q1 Q2 Q3 Q4 R4 R2 R3 R1 VCC 被驅(qū)動電路 ICC I驅(qū)動 I充電 I放電 Ig Vg 楊繼深2002年4月 電源線 地線噪聲電壓波形 輸出 ICC VCC Ig Vg 楊繼深2002年4月 地線干擾對電路的影響 1 3 2 4 寄生電容 楊繼深2002年4月 線路板走線的電感 L 0 002S 2 3lg 2S W 0 5 H W S L L1L2 M2 L1 L2 2M 若 L1 L2L L1 M 2 M I I 楊繼深2002年4月 地線網(wǎng)格 楊繼深2002年4月 電源線噪聲的消除 電源線電感 儲能電容 這個環(huán)路盡量小 楊繼深2002年4月 電源解耦電容的正確布置 盡量使電源線與地線靠近 楊繼深2002年4月 解耦電容的選擇 C dIdt dV Z f 1 2 LC 各參數(shù)含義 在時間dt內(nèi) 電源線上出現(xiàn)了瞬間電流dI dI導(dǎo)致了電源線上出現(xiàn)電壓跌落dV 楊繼深2002年4月 增強解耦效果的方法 電源 地 鐵氧體 注意鐵氧體安裝的位置 接地線面 細(xì)線 粗線 用鐵氧體增加電源端阻抗 用細(xì)線增加電源端阻抗 楊繼深2002年4月 多個電容并聯(lián)加強解耦效果 楊繼深2002年4月 線路板的兩種輻射機理 差模輻射 共模輻射 電流環(huán) 桿天線 楊繼深2002年4月 電流環(huán)路產(chǎn)生的輻射 近場區(qū)內(nèi) H IA 4 D3 A mE Z0IA 2 D2 V mZW Z0 2 D 遠(yuǎn)場區(qū)內(nèi) H IA 2D A mE Z0 IA 2D V mZW Z0 377 A I 隨頻率 距離增加而增加 Z0 f D 楊繼深2002年4月 導(dǎo)線的輻射 近場區(qū)內(nèi) H IL 4 D2 A mE Z0IL 8 2D3 V mZW Z0 2 D 遠(yuǎn)場區(qū)內(nèi) H IL 2 D A mE Z0IL 2 D V m I L 隨頻率 距離增加而減小 Z0 f D 楊繼深2002年4月 實際電路的輻射 ZG ZL V ZC ZG ZL 近場 ZC 7 9DfE 7 96VA D3 V m ZC 7 9Df E 63IAf D2 V m H 7 96IA D3 A m 遠(yuǎn)場 E 1 3IAf2 D V m 環(huán)路面積 A I 楊繼深2002年4月 常用的差模輻射預(yù)測公式 考慮地面反射時 E 2 6IAf2 D V m 楊繼深2002年4月 脈沖信號差模輻射的頻譜 頻譜包絡(luò)線 差模輻射頻率特性線 脈沖的差模輻射包絡(luò)線 1 d1 tr 40dB dec f f f 20dB dec 40dB dec E 2 6IAf2 DEdB 20lg 2 6IA D 40lgf 40dB dec 20dB dec 楊繼深2002年4月 不同邏輯電路為了滿足EMI指標(biāo)要求所允許的環(huán)路面積 僅代表了一個環(huán)路的輻射情況 若有N個環(huán)路輻射 乘以 N 因此 可能時 分散時鐘頻率 楊繼深2002年4月 如何減小差模輻射 E 2 6IAf2 D 低通濾波器 布線 楊繼深2002年4月 電路中的強輻射信號 1101001000 1101001000 dB V m dB V m 所有電路加電工作 只有時鐘電路加電工作 楊繼深2002年4月 電流回路的阻抗 L R I Z R j LL I A 楊繼深2002年4月 單層或雙層板如何減小環(huán)路的面積 楊繼深2002年4月 不良布線舉例 68HC11 74HC00 A B 連接A B E時鐘 楊繼深2002年4月 隨便設(shè)置的地線沒有用 楊繼深2002年4月 多層板能減小輻射 信號1 電源層 地線層 信號2 低頻 高頻 DC 0 51101001G 1 10 地線面的阻抗 m 平方 地線面具有很小的地線阻抗 楊繼深2002年4月 地線面上的縫隙的影響 模擬地 數(shù)字地 A D變換器 L 75mm 25mm L 0 10cmVAB 15 75mV A B 楊繼深2002年4月 過孔的阻抗 1 5mm PGA128 pin C 4 PGA 10 100 1 0 1 nH cm 255075100 與過孔之間的距離mm 楊繼深2002年4月 線路板邊緣的一些問題 關(guān)鍵線 時鐘 射頻等 產(chǎn)生較強輻射 無地線 電源層 地線層 20H 楊繼深2002年4月 扁平電纜的使用 地線 一部分信號回流經(jīng)過ABCD A B C D 最好 較好 差 較好 但端接困難 扁平電纜 這兩處都有地線 楊繼深2002年4月 注意隱蔽的輻射環(huán)路 電源 地線 信號線 電源 地線 信號線 電源 信號線 電源 地線 電源 地線 電源 楊繼深2002年4月 環(huán)路對消概念減小輻射 楊繼深2002年4月 時鐘線避免換層 楊繼深2002年4月 外拖電纜的共模輻射 L I2 H CP I3 I1 CP VCM 機箱內(nèi)的所有信號都會通過電纜輻射 楊繼深2002年4月 兩端設(shè)備都接地的情況 L CP ICM RW RW L ZCM RW j L RL 1 j C 楊繼深2002年4月 懸浮電纜 ICM 近場區(qū)內(nèi) E 1430IL fD3 V m遠(yuǎn)場區(qū)內(nèi) E 0 63ILf D V m考慮地面反射 E 1 26ILf D V mL 2或 4時 E 120I D V m 電纜長度 L 楊繼深2002年4月 共模電流的測量 電流卡鉗 頻譜分析儀 VdB V ICM 被測電流I V 傳輸阻抗 ZT V I 楊繼深2002年4月 怎樣減小共模輻射 E 1 26ILf D 共模濾波共模扼流圈減小共模電壓 使用盡量短的電纜 共模濾波 電纜屏蔽 楊繼深2002年4月 平衡接口電路 Vcc Vcc V V Z0 2 Z0 2 楊繼深2002年4月 增加共?；芈返淖杩?PCB PCB 共?；芈?改善量 20lg E1 E2 20lg ICM1 ICM2 20lg VCM ZCM1 VCM ZCM2 20lg ZCM2 ZCM1 20lg 1 ZL ZCM1 dB 楊繼深2002年4月 鐵氧體磁環(huán)使用方面的一些問題 1101001000 125 4500 1250 600 300個 30個 0 11101001000 匝 1 匝 無偏置 有偏置 楊繼深2002年4月 I O接口布線的一些要點 干凈區(qū)域 濾波電容 電源線連接 地線連接 信號濾波器 隔離變壓器 光耦隔離器 橋 壕溝 時鐘電路 高速電路 楊繼深2002年4月 濾波器電容量的選擇 R負(fù)載 R源 電容合適 電容過大 楊繼深2002年4月 用屏蔽電纜抑制共模輻射 CM CM DM CM CM 楊繼深2002年4月 屏蔽電纜的評估 CM CM DM V 輻射環(huán)路 V I ZT V I 楊繼深2002年4月 不同屏蔽層的傳輸阻抗 102103104105106107108 0 001 0 01 0 1 1 10 100 1000 10000 傳輸阻抗 m m Hz 鋁箔 單層編織 最佳單層編織 雙層編織 雙層編織 一層 金屬 雙層編織 雙層 金屬 實心銅 楊繼深2002年4月 屏蔽層的錯誤接法 CM 楊繼深2002年4月 電纜屏蔽層的正確端接 利用機械力將屏蔽層壓緊 金屬連接器護(hù)套 指形簧片 護(hù)套與屏蔽層端接 導(dǎo)電彈性襯墊 連接器上緊螺紋 航空