的電磁兼容設(shè)計

1、第六章 PCB的電磁兼容設(shè)計線路板上的電磁兼容問題線路板的輻射外界電磁場對線路板的干擾地線和電源線噪聲地線引起的公共阻抗耦合走線之間的串擾走線是主要輻射源時鐘頻率越高輻射越強地線和電源線上的噪聲Q1Q2Q3Q4R4R2R3R1VCC被驅(qū)動電路ICCI驅(qū)動I充電I放電IgVg電源線、地線噪聲電壓波形輸出ICCVCCIgVg地線干擾對電路的影響1324寄生電容線路板走線的電感 L = 0.002S(2.3lg ( 2S / W ) + 0.5 HWSL = ( L1L2 - M2 ) / ( L1 + L2 - 2M ) 若：L1 = L2L= ( L1 + M ) / 2MII地線網(wǎng)格電源線噪聲

2、的消除V = L(di/dt)儲能電容這個環(huán)路盡量小電源解耦電容的正確布置盡量使電源線與地線靠近 解耦電容的選擇C = dI dt dVZf1/2 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。 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線粗線用鐵氧體增加電源端阻抗用細線增加電源端阻抗有效濾波的例子普通電容（1）三端電容（0.1）三端電容 + 鐵氧體注意位置！多個電容改善解耦效果選擇合適的電容種類 插線電容 表貼電容線路板的兩種輻射機理差模輻射共模輻射電流環(huán)桿天線實際電路的輻射ZGZLVZC = ZG + ZL近場：ZC 7.9

3、 D f E = 7.96VA / D3 （V/m） ZC 7.9 D f ， E = 63 I A f / D2 （ V/m） H = 7.96IA / D3 （ A/m）遠場： E = 1.3 I A f 2 /D （ V/m）環(huán)路面積 = AI常用的差模輻射預(yù)測公式考慮地面反射時： E = 2.6 I A f 2 /D （ V/m）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/d 1/tr40dB/decfff- 20dB/dec- 40dB/dec E = 2.6 I A f 2 /D EdB = 20lg（2.6 I A /D） +40lg f 40dB

4、/dec20dB/dec不同邏輯電路為了滿足EMI指標要求所允許的環(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。減小差模輻射的方法E = 2.6 I A f 2 / D低通濾波器布線控制高頻信號的回路電路中的強輻射信號 1 10 100 1000 1 10 100 1000dBV/mdBV/m所有電路加電工作只有時鐘電路加電工作控制回路面積是布線的主要目的L=20cm減小面積降低輻射L=10cmL=5cm單層或雙層板如何減小環(huán)路的面積不良布線舉例一不良布線舉例二68HC1174HC00AB連接A、BE時鐘隨便設(shè)置的地線沒有用在線路板上沒有布線的地

5、方全部鋪上地線是EMC設(shè)計嗎？地線對輻射的影響地線對輻射的影響多層板能減小輻射信號1電源層地線層信號2低頻高頻地線面上的縫隙的影響模擬地數(shù)字地A/D變換器L75mm25mmL : 0 10cm VAB : 15 75mVAB注意過孔的阻抗1.5mm PGA128-pinC/4 PGA六層板的設(shè)計好不好好不好這種非典型布線具有最好的電磁兼容特性注意方向八層板的設(shè)計較好最好差很好很好電源很好注意方向十層板的設(shè)計很好很好較好注意方向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扁平電纜的使用最好較好差較好，但端接困難避免面積較大的地線回路地線一部分信號回流經(jīng)過ABCD

6、ABCD扁平電纜這兩處都有地線注意隱蔽的輻射環(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/地線電源直流線的輻射線路板1線路板2線路板3直流線也會產(chǎn)生射頻輻射外拖電纜的共模輻射I2CPI3I1CP盡管共模成份的比例很小，但是由于輻射環(huán)路大，仍然是主要的輻射因素“無關(guān)”的電纜也輻射無關(guān)電纜輻射機理VCM機箱內(nèi)的所有信號都會通過電纜輻射！地線也輻射不接地線接上地線你喜歡電纜屏蔽層接地嗎 ?地線輻射產(chǎn)生的原因地線噪聲電源線電感信號回路電源回路共模電流估算（兩端設(shè)備都接地的情況）LRW 線路板不接地：ZCM = RW + jL+ RL + 1/ jCCPICMRWLRL 線路板接地：Z

7、CM = RW + jL+ RL1H/mV0共模電流主要由寄生電容產(chǎn)生V0 / RL線路板接地線路板不接地CP較大CP較小頻率MHz共模電流懸浮電纜ICM近場區(qū)內(nèi): E = 1430I L / (f D3) V/m遠場區(qū)內(nèi): E = 0.63 I L f / D V/m考慮地面反射： E = 1.26 I L f / D V/mL /2或/4時： E = 120I / D V/m電纜長度：L共模電流的測量電流卡鉗頻譜分析儀VdBVICM被測電流 IV傳輸阻抗：ZT = V / I 怎樣減小共模輻射 E = 1.26 I L f / 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

8、屏蔽實驗電路的輻射改善地線減小共模電壓減小空間感應(yīng)的共模電壓兩個措施同時采取濾波器濾除高頻成份濾波器電容量的選擇R負載R源電容合適電容過大平衡接口電路+Vcc-Vcc+V-VZ0/2Z0/2增加共模回路的阻抗PCBPCB共?；芈犯纳屏?= 20lg(E1 / E2) = 20lg ( ICM1 / ICM2 ) = 20lg(VCM / ZCM1) / (VCM / ZCM2) =20 lg ( ZCM2 / ZCM1) =20 lg ( 1+ ZL / ZCM1 ) dB鐵氧體磁環(huán)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、高速電路時鐘信號遠離電纜接口用屏蔽電纜抑制共模輻射CMCMDMCMCM屏蔽電纜的評估CMCMDMV輻射環(huán)路VIZT = V / I不同屏蔽層的傳輸阻抗102 103 104 105 106 107 1080.0010.010.1110100100010000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 + 雙層金屬實心銅屏蔽層的錯誤接法CM電纜屏蔽層的正確端接利用機械力將屏蔽層