汽車數(shù)字av產(chǎn)品的抗干擾研究

1、kingbrother深圳全百澤pcb設(shè)計、pcb快速制造、smt加工、組裝與測試、硬件集成 電話223汽車數(shù)字av產(chǎn)品的抗干擾研究一、引言電磁兼容(emc)是指設(shè)備或系統(tǒng)在所處的電磁環(huán)境中能正常工作且不對該環(huán)境中任何其他事物構(gòu)成不 能承受的電磁騷擾的能力。電磁兼容技術(shù)是一門迅速發(fā)展的交叉學(xué)科，涉及電子、計算機(jī)、通信、航空航 天、鐵路交通、電力、軍事以至人民生活各個方面在當(dāng)今信息社會，隨著電了技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展， 一個系統(tǒng)中釆用的電氣及電子設(shè)備數(shù)量大人增加，而且電子設(shè)備的頻帶h益加寬，功率逐漸增大，靈敏度 捉高，聯(lián)接各種設(shè)備的電纜網(wǎng)絡(luò)也越來越復(fù)雜，特別隨著數(shù)字

2、化產(chǎn)品的不斷問世，其電磁兼容性的設(shè)計越 來越引起人們的重視。因為高速數(shù)字電路工作時，會產(chǎn)生人量的高頻干擾信號，處理不好，不僅影響木身 性能，而且還會影響周圍環(huán)境。如vcd視盤機(jī)mpeg1視頻數(shù)據(jù)率和音頻數(shù)據(jù)率z和約1.5mb/s； dvdmpeg2 咅視頻可變碼率平均為4. 69mb / s,最人速率達(dá)10. 7mb/s,處理系統(tǒng)又與高速的存儲器配合使用進(jìn)行數(shù) 據(jù)的讀寫。隨著碼率的不斷提高，數(shù)字信號處理的速度越來越快，產(chǎn)生與速度成正比的大量干擾脈沖，也 頻率越來越高，幅度越來越大，這對產(chǎn)品的抗干擾設(shè)計帶來更大的難度，也是產(chǎn)品品質(zhì)高低的關(guān)鍵所在。若處理不當(dāng)，將影響咅視頻的質(zhì)最和讀盤糾錯能力。嚴(yán)重

3、時高頻干擾脈沖會通過電源或空間輻 射出來，影響周圍電子設(shè)備的正常工作?，F(xiàn)以car-vcd機(jī)為例討論數(shù)字av產(chǎn)品的抗干擾設(shè)計。二、數(shù)字電路的常見干擾噪聲對數(shù)字av產(chǎn)品的數(shù)字信號處理系統(tǒng)來說，常見的噪聲有以下幾種。1電源噪聲：主要由于受dsp電路、cpu、動態(tài)存儲器件和其它數(shù)字邏輯電路在工作過程屮邏輯狀態(tài)高 速變換造成系統(tǒng)電流和電壓變化產(chǎn)生的噪聲、溫度變化時的直流噪聲以及供電電源本身產(chǎn)生的噪聲。2地線噪聲：系統(tǒng)內(nèi)各部分的地線z間出現(xiàn)電位差或存在接地阻抗引起的接地噪聲。3反射噪聲：傳輸線路各部分的特性阻抗不同或與負(fù)載阻抗不匹配時，所傳輸?shù)男盘栐诮K端(或臨界) 部位產(chǎn)生反射，使信號波形發(fā)牛:畸變或產(chǎn)牛

4、振蕩。4串?dāng)_噪聲：由于扁平電纜或朿捆導(dǎo)線等傳輸線z間，印制電路板內(nèi)平行卬制導(dǎo)線z間的電磁感應(yīng)以及 高速開關(guān)電流通過分布電容等寄生參數(shù)把無用信號成分疊加在忖的信號上引起的噪聲。三、抑制t擾噪聲的措施1、電源和地線噪聲的抑制kingbrother深圳全百澤pcb設(shè)計、pcb快速制造、smt加工、組裝與測試、硬件集成 電話223在車用cd, vcd屮人量地應(yīng)用cmos數(shù)字器件和數(shù)字模擬混合器件，當(dāng)設(shè)備工作時這些器件同時工作會 使電路板內(nèi)的電源電壓和地電平波動，導(dǎo)致拮號波形產(chǎn)生尖峰過沖或衰減振蕩，造成數(shù)字1c電路的噪聲 容限下降而引起誤動作。其原因是數(shù)字ic的開關(guān)電流在電

5、源線、地線上形成的電壓降與卬制條和元器件 引腳的分布電感所形成的感應(yīng)電壓降，兩者起作用的結(jié)果。由于不用vcd中有多條高頻數(shù)字信號線，因此, 電源和地線的干擾相當(dāng)嚴(yán)重。其次，由于一部分cmos電路是數(shù)字模擬混合器件，如d/a轉(zhuǎn)換器件，根據(jù) cmos的基本理論，數(shù)字和模擬電路形成在同一個類型芯片上，如只有數(shù)字部分電源vdd供電，盡管模擬電 源未接，vdd的電能會轉(zhuǎn)換到模擬部分上去，vdd電壓依然會出現(xiàn)于模擬電源voc腳上。同樣，vdd上存在 的噪聲亦會出現(xiàn)在voc上，由于vdd和voc上的噪聲作用造成數(shù)?；旌想娐罚缫纛ld/apcm1710的thd+n和動態(tài)范圍下降，影響整機(jī)的性能。為抑制電源和地

6、線噪聲，筆者認(rèn)為在車用vcd設(shè)計中可采取以下措施：（1）、選用貼片元件和盡可能縮 短元件的引腳長度，以減小元件分布電感的影響；選用噪聲容限大的數(shù)字ic。（2）、在vdd及voc電源端 盡可能靠近器件接入濾波電容，以縮短開關(guān)電流的流通途徑，用10x00b5f鋁電解和0. lx00b5f獨 石電容并聯(lián)接在電源腳上。對于mpeg板主電源輸入端和mpeg解碼芯片以及dram, sdram等高速數(shù)字tc 的電源端可川鈕電解電容代替鋁電解電容，因為高頻時鈕電解的對地阻抗比鋁電解小得多。（3）、印制板 布局時，要將模擬電路區(qū)和數(shù)字電路區(qū)合理地分開，電源和地線單獨引出，電源供給處匯集到一點；pcb 布線吋，高

7、頻數(shù)字信號線婆用短線，主要信號線最好集中在pcb板中心，吋鐘發(fā)生電路應(yīng)在板中心附近， 時鐘扇出應(yīng)采用菊鏈?zhǔn)交虿⒙?lián)布線，電源線盡可能遠(yuǎn)離高頻數(shù)字信號線或丿ij地線隔開。（4）、印制板的電 源線和地線印制條盡可能寬，以減小線電阻，從而減小公共阻抗引起的干擾噪聲。（5）、對數(shù)模混合電路, vdd與voc應(yīng)連到模擬電源voc, agnd與dgnd接到模擬地agnd。根據(jù)bb, philips, alpine公司實驗結(jié) 果，建議把d/a器件視為模擬器件，mpeg電路與d/a器件連接中，d/a器件必須置于agnd ±,同時要提供一條數(shù)字冋路供這些數(shù)字噪聲/能竝反饋冋信號源，以減小數(shù)字器件的噪聲對模擬電路的影響，使d/ a器件的動態(tài)特性捉高。根據(jù)實測vcd機(jī)mpeg解壓板數(shù)字電源vdd與模擬電源voc的噪聲電平，得知電源上疊加的噪聲電平已 相當(dāng)小，vdd噪聲電平與voc噪聲電平波形基木一致，且數(shù)字電源噪聲電平（vpp=85mv）明顯大于模擬電源 的噪聲電平，這說明這些干擾脈沖主要由數(shù)字信號產(chǎn)牛的。kingbrother深圳金百澤pcb設(shè)計、pcb快速制造s smt加工、組裝與測試、硬件集成 電話223kingbrother深圳金