EMC整改及PCB設計培訓資料

會計學1EMC整改及PCB設計培訓資料EMC問題電磁兼容性(EMC)EMC定義：在同一電磁環(huán)境中，設備能夠不因為其他設備的干擾影響正常工作，同時也不對其他設備產(chǎn)生影響工作的干擾。EMC三要素，缺少任何一個都構(gòu)不成EMC問題。干擾源敏感設備干擾途徑第1頁/共38頁EMC整改方法EMC整改定義

是指產(chǎn)品在功能調(diào)試或EMC測試過程中出現(xiàn)問題后所采取的彌補手法。問題出現(xiàn)前EMC整改問題出現(xiàn)后EMC設計第2頁/共38頁EMC問題定位整改的前提是定位，沒有定位過程的整改就像無頭的蒼蠅一樣到處亂撞，只有找到了問題所在，才能采用相應的EMC措施，這樣可以做到事半功倍定位有兩種手段：一種是直覺判斷，需要完全依靠工程師積累的EMC經(jīng)驗來判斷，另一種是比較測試，依靠測試儀器和EMC經(jīng)驗的結(jié)合來對問題進行詳細的定位判斷。第3頁/共38頁EMC常見整改方法干擾濾波技術(shù)

切斷干擾沿信號線或電源線傳播的路徑電磁屏蔽技術(shù)

切斷干擾沿信號線或電源線傳播的路徑地線干擾與接地技術(shù)

通過改善信號的回流環(huán)路降低其所產(chǎn)生的干擾其它方式

通過改變干擾源的強度或頻率來降低干擾第4頁/共38頁EMC常見問題的類型RE(輻射)問題

ESD（靜電）問題CI（傳導抗擾度）問題第5頁/共38頁RE整機定位第6頁/共38頁信號電纜定位第7頁/共38頁屏蔽定位第8頁/共38頁常見的濾波器電源濾波器共模扼流圈差模電容共模電容共模濾波電容受到漏電流的限制第9頁/共38頁常見的濾波器常用的信號線濾波器濾波器接地阻抗實際干擾電流路徑第10頁/共38頁常用的濾波電路實例芯片的電源必須有濾波

總線驅(qū)動和接收芯片的電源必須有良好的濾波電路，具體芯片：CPU，F(xiàn)lash，SDRAM不同的IC使用同一電源時應分別采用濾波電路VCC電容Bead第11頁/共38頁常用的濾波電路實例晶振的電源濾波設計

采用磁珠＋大電容＋高頻電容的濾波方式給晶體進行濾波GND晶振RBEADGND電容第12頁/共38頁常用的濾波電路實例時鐘信號的濾波電路

注意適當?shù)倪x取R（R可以是電阻，電感或磁珠）和C1，C2的值；GND盡量選取最靠近芯片的地第13頁/共38頁常用的濾波電路實例常用的信號線或排線的濾波電路

注意適當?shù)倪x取R（R可以是單獨的電阻，電感或磁珠，也可以是排阻，排感或排磁珠）和C1,C2,C3,…的值；第14頁/共38頁接地技術(shù)單點接地（串聯(lián)單點接地和并聯(lián)單點接地）123123串聯(lián)單點接地優(yōu)點：簡單缺點：公共阻抗耦合I1I2I3I1I2I3ABCABCR1R2R3并聯(lián)單點接地優(yōu)點：無公共阻抗耦合缺點：接地線過多第15頁/共38頁接地技術(shù)多點接地（叢多個不同的點接地）R1R2R3L1L2L3電路1電路2電路3第16頁/共38頁接地技術(shù)混合接地~Vs地電流Rs~Vs安全接地Rs安全接地地環(huán)路電流第17頁/共38頁接地技術(shù)接地追求的效果

盡可能營造信號電流流回信號源的地阻抗路徑； 使地電流所形成的地環(huán)路面積盡可能的小

I1I2

信號流地環(huán)路第18頁/共38頁接地技術(shù)常用的接地方法實例

濾波器良好接地 濾波器的接地線是否盡可能短；金屬外殼的濾波器的接地最好直接通過其外殼和地之間的大面積搭接。

第19頁/共38頁接地技術(shù)時鐘源外殼接地

晶體外殼應該接地處理；晶振的接地腳應該接地；而且應選取比較干凈靠近時鐘源的地接地PCBGND晶振第20頁/共38頁接地技術(shù)顯示屏的金屬外殼應接地開關管或IC的散熱片應接地 通常來說，開關管和IC的散熱片是噪聲源，保持其正確良好的接地可以抑制干擾隔離變壓器（光隔離器）應選擇正確的接地懸空屏蔽線纜的金屬外殼應選擇大面積的接地各模塊之間的地應保持良好的搭接

第21頁/共38頁屏蔽技術(shù)電磁屏蔽作用的大小用屏蔽效能度量:SE=20lg(E1/E2）屏蔽前的場強E1屏蔽后的場強E2第22頁/共38頁屏蔽技術(shù)屏蔽的類型：

結(jié)構(gòu)屏蔽（屏蔽罩，金屬殼） 電纜的屏蔽（屏蔽線） 縫隙的屏蔽（金屬絲網(wǎng)襯墊，導電橡膠，導電泡棉） 外殼的屏蔽（噴導電漆，貼銅箔鋁箔）第23頁/共38頁屏蔽技術(shù)屏蔽的注意事項：

相同材質(zhì)，厚度較厚的較好； 相同厚度，雙層編織好于單層編織；銅箔好于鋁箔； 縫隙之間的襯墊必須保持良好的搭界； 如果屏蔽層搭界時，務必將搭界處的絕緣漆打磨掉，再來屏蔽縫隙第24頁/共38頁ESD問題ESD容易出現(xiàn)問題的部位

接口連接處ESD問題 面板按鈕ESD問題 縫隙的ESD問題

第25頁/共38頁ESD問題ESD問題的解決方法

ESD問題一般采用兩種方式 疏導： 快速泄放掉靜電電流；或是其通過的路徑盡量避開相關的敏感器件或線路； 圍堵： 通過相應的措施使靜電放電電流盡量不產(chǎn)生，相關的敏感器件或線路感受不到靜電干擾

第26頁/共38頁接口連接處ESD問題接口連接處一般都由金屬外殼造成，常用的解決方法如下：1、保證連接器的金屬外殼和設備的金屬外殼良好接觸，使靜電電流直接從設備外殼泄放到大地上，可以采用導電布、鋸齒簧片等屏蔽材料來保證連接器的外殼和設備外殼良好搭接；2、避免復位信號電路（線）、片選信號線以及控制信號電路等敏感電路靠近接口連接器。第27頁/共38頁接口連接處ESD問題對接口連接處進行靜電測試時，連接線極易產(chǎn)生靜電電流，通常采用如下方式：

1、采用TVS管進行靜電抑制（TVS管為瞬態(tài)抑制二極管），并使用限流電阻進行限流，如右圖所示；

2，選用抗靜電能力較強的接口芯片

第28頁/共38頁面板按鈕ESD問題面板按鍵ESD解決方法：指示燈，按鍵等在面板上的開孔應盡可能??；指示燈，按鍵下面的PCB板遠離開孔；指示燈，按鍵與PCB用較好絕緣材料隔絕開來；面板的金屬邊通過最短的路徑接到電源的大地，盡可能地是電流通過地瀉放到大地；在面板上增加一層透明絕緣高絕緣的材料來隔絕；用TVS管或是電容對按鍵所在的線路進行處理；改變面板下信號線的走線方式或在信號線上加上磁環(huán)第29頁/共38頁縫隙的ESD問題縫隙的ESD問題的解決方法：

對縫隙PCB板裸露的金屬部分貼絕緣膜，使靜電在這些部位無法放電； 更改縫隙的結(jié)構(gòu)，可以通過將縫隙設置成倒掛槽增加靜電的放電距離，使其不放電； 在縫隙處注入絕緣材料，是靜電無法通過，不能對內(nèi)部的PCB板進行放電； 將縫隙用銅箔或鋁箔貼住，并將其用盡可能短的出現(xiàn)連接到大地；第30頁/共38頁CI問題抑制CI的原則對策 對電源口和信號進行相應的濾波，但是需要注意濾波電路的接地設計 對電源線和信號線繞磁環(huán)，但是需要注意磁環(huán)的選取和繞法第31頁/共38頁基于EMC的PCB設計元器件布局

接口信號的濾波、防護及隔離等器件靠近接口（或接口連接器）放置，且遵從先防護、后濾波的原則； 敏感器件及電路如復位電路等遠離輻射源放置； 晶體、晶振、繼電器、開關電源等強輻射器件電路等敏感器件距面板、連接器的邊緣≥1000mil，距板內(nèi)屏蔽罩、屏蔽外殼≥500mil； 功能模塊電路分開放置； 多種模塊電路在同一PCB上放置時，數(shù)字電路與模擬電路、高速與低速電路分開布局；

第32頁/共38頁基于EMC的PCB設計布線原則

PCB走線應盡量避免直角和銳角；

3W規(guī)則：為減少線間串擾，應保證線中心間距不少于三倍線寬

第33頁/共38頁基于EMC的PCB設計布線原則

環(huán)路最小規(guī)則（信號線與其回路構(gòu)成的環(huán)路面積極可能小）

短線規(guī)則（布線長度應盡可能短，振蕩器應放在離器件很近的位置）

第34頁/共38頁基于EMC的PCB設計布線原則

開環(huán)檢查規(guī)則（一般情況下不允許出現(xiàn)一端懸空的布線）

閉環(huán)檢查規(guī)則（防止信號在不同層間