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EMC基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)目錄一、EMC概論及基礎(chǔ)知識(shí)…….….Enter二、EMC測(cè)試項(xiàng)目…...……………….…………….Enter三、EMC設(shè)計(jì)整改…..….…………..Enter四、ENC整改案例……………….………………....Enter一、EMC概述及基礎(chǔ)知識(shí)EMC:Electromagneticcompatibility,電磁兼容性。EMC定義:在同一電磁環(huán)境中,設(shè)備能夠不因?yàn)槠渌O(shè)備的干擾影響正常工作,同時(shí)也不對(duì)其他設(shè)備產(chǎn)生影響工作的騷擾。EMC=MEI(電磁干擾)+EMS(電磁敏感度)干擾源敏感設(shè)備耦合途徑騷擾源:磁場(chǎng)、電場(chǎng)、電磁場(chǎng)傳輸途徑:感應(yīng)、電容、空間、線纜敏感設(shè)備:性能降低、功能喪失、損壞EMC三要素,缺少任何一個(gè)都構(gòu)不成EMC問(wèn)題(發(fā)射源,途徑,接收源)EMC技術(shù):屏蔽、濾波、接地等。產(chǎn)品類專標(biāo):通常不單獨(dú)形成電磁兼容標(biāo)準(zhǔn),而以專門條款包含在產(chǎn)品的通用技術(shù)條件中。產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn):這是根據(jù)特定產(chǎn)品類別而制定的電磁兼容性能的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。如:GB9254信息技術(shù)設(shè)備的無(wú)線電騷擾限值和測(cè)量方法。通用標(biāo)準(zhǔn):給通用環(huán)境中的所有產(chǎn)品提出一系列最低電磁兼容性要求。如:GB/T17799.3電磁兼容通用標(biāo)準(zhǔn)居住商業(yè)和輕工業(yè)環(huán)境中的發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)?;A(chǔ)標(biāo)準(zhǔn):不涉及具體的產(chǎn)品,僅就現(xiàn)象、環(huán)境、試驗(yàn)方法、試驗(yàn)儀器和基本試驗(yàn)配置等給出定義及詳細(xì)描述。如:GB17625.1電磁兼容限值諧波電流發(fā)射限值?;A(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)通用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品類專標(biāo)涉及電磁兼容的國(guó)際上標(biāo)準(zhǔn)化組織主要是國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)。而其主要的組織為:第77技術(shù)委員會(huì)(TC77)和國(guó)際無(wú)線電干擾特別委員會(huì)(CISPR)。二、EMC測(cè)試項(xiàng)目EMCEMIEMSRECEHarmonicsFlicker輻射發(fā)射傳導(dǎo)發(fā)射諧波電流電壓閃爍RSCSESDEFT/BDIP/iPMS輻射抗擾度傳導(dǎo)抗擾度靜電放電電快速瞬變脈沖群電壓跌落/短時(shí)中斷工頻磁場(chǎng)抗擾度surge浪涌抗擾度空間耦合傳導(dǎo)耦合空間耦合傳導(dǎo)耦合傳導(dǎo)耦合和空間耦合無(wú)線電業(yè)務(wù)的保護(hù)—
要求(36.201.1a))除36.201.1a)1)-3)規(guī)定的設(shè)備外,其他設(shè)備和系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)GB4824(工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療(ISM)射頻設(shè)備騷擾特性限值和測(cè)量方法)進(jìn)行分組、分類和測(cè)試。測(cè)試項(xiàng)目包括:輻射發(fā)射和傳導(dǎo)發(fā)射設(shè)備的分組與分類(GB4824)設(shè)備的分組1組:本為發(fā)揮自身功能的需要而有意產(chǎn)生和(或)使用傳導(dǎo)耦合射頻能量的所有工科醫(yī)設(shè)備。2組:為材料處理而有意產(chǎn)生和(或)使用電磁輻射射頻能量的所有工科醫(yī)設(shè)備。設(shè)備分類A類:非家用和不直接連接到住宅低壓供電網(wǎng)設(shè)施中使用的設(shè)備。B類:家用和直接連接到住宅低壓供電網(wǎng)設(shè)施中使用的設(shè)備。大多數(shù)類型的設(shè)備和系統(tǒng)僅為其內(nèi)部功能需要而產(chǎn)生或使用RF能量,因此屬于1組。如心電圖和心磁圖設(shè)備和系統(tǒng),腦電圖和腦磁圖設(shè)備和系統(tǒng)等等。另外一些預(yù)期以非RF電磁形式傳遞能量給患者的設(shè)備和系統(tǒng)也屬于1組設(shè)備,如醫(yī)療成像設(shè)備和系統(tǒng)——X射線診斷系統(tǒng)、CT系統(tǒng)、核醫(yī)學(xué)系統(tǒng)、超聲診斷系統(tǒng)等;治療設(shè)備和系統(tǒng)——X射線治療系統(tǒng)、超聲治療系統(tǒng)、輸液泵、呼吸機(jī)等;監(jiān)視設(shè)備和系統(tǒng)——阻抗體積描記監(jiān)視器、脈沖血氧計(jì)等。只有少數(shù)設(shè)備和系統(tǒng)是施加RF能量給材料的(醫(yī)療設(shè)備是給患者),屬于2組設(shè)備。2組設(shè)備常見(jiàn)的有:磁共振成像系統(tǒng)、透熱療法設(shè)備(短波、超短波、微波治療設(shè)備)、熱療設(shè)備和高頻手術(shù)系統(tǒng)等。RE:輻射發(fā)射RE主要是考察設(shè)備在正常工作時(shí)自身對(duì)外界的輻射干擾強(qiáng)度,測(cè)試頻段根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)要求不同,在CISPR22中,測(cè)試頻段為30~1000MHz,值得注意的是設(shè)備進(jìn)行RE測(cè)試時(shí)標(biāo)準(zhǔn)要求盡可能滿配置、滿負(fù)荷的運(yùn)行。RE問(wèn)題是EMC中的難點(diǎn)。主要因?yàn)镽E設(shè)計(jì)產(chǎn)品EMC設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié):屏蔽、濾波、接地。在RE測(cè)試中,天線的高度、天線的極化方向以及轉(zhuǎn)臺(tái)的角度都需要不斷改變,以求檢測(cè)到設(shè)備輻射的最大點(diǎn)。天線接收到的總場(chǎng)強(qiáng)為直達(dá)和反思的矢量和。選擇不同的工作模式,尋找最大值。RE測(cè)試可以在開(kāi)闊場(chǎng)和半電波暗室內(nèi)進(jìn)行。CE:傳導(dǎo)發(fā)射任何一個(gè)非便攜式設(shè)備都和其他設(shè)備有電纜互連關(guān)系,無(wú)論是通過(guò)電源電纜還是信號(hào)電纜,只要有這種互連關(guān)系的存在,設(shè)備就有一個(gè)途徑將自身的共模電流傳導(dǎo)給與其互連的設(shè)備,這種現(xiàn)象就叫傳導(dǎo)干擾,又成為傳導(dǎo)發(fā)射。傳導(dǎo)發(fā)射包含兩個(gè)部分:電源端CE和通信端CE電源端CE:測(cè)試設(shè)備通過(guò)自己的電源端口向交流電網(wǎng)或直流配電網(wǎng)絡(luò)傳送的干擾,測(cè)試頻段為150kHz~30MHz。通信端CE、測(cè)試頻段同上,此處描述的通信端指得是針對(duì)接到公網(wǎng)的端口,如網(wǎng)口等才有CE測(cè)試要求,而對(duì)于接終端的信號(hào)端口如音視頻端口則無(wú)CE要求。CE:測(cè)試示意圖(電源端)LISN:Lineimpedancestabilizationnetwork線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)CE:測(cè)試示意圖(電源端)提供標(biāo)準(zhǔn)電源阻抗同時(shí)也提供一定的濾波器功能標(biāo)準(zhǔn)中定義應(yīng)該使用“50uH/50ohm”LISN提供一個(gè)開(kāi)關(guān),使得可以測(cè)量L線或者N線被測(cè)試設(shè)備接口直接接入屏蔽房的AC市電金屬外殼同軸電纜CE:傳導(dǎo)發(fā)射-實(shí)驗(yàn)等級(jí)傳導(dǎo)干擾等級(jí)ClassAClassB頻率150K~500KHZ500K~30MHZ150K~500KHZ500K~5MHZ5M~30MHZ限值準(zhǔn)峰值/平均值79dB/66dB73dB/60dB66~56dB/56~46dB56dB/46dB60dB/50dB等級(jí)適用環(huán)境ClassA用于貿(mào)易,工業(yè),商業(yè)環(huán)境的設(shè)備ClassB用于居住環(huán)境的設(shè)備Harmonics:交流電源諧波設(shè)備的輸入電壓為正弦波(50Hz或者60Hz),當(dāng)該電壓的輸入負(fù)載為非線性電路(如:鎮(zhèn)流器、開(kāi)關(guān)電源、電子熒光燈等)時(shí),將會(huì)使得輸入電流發(fā)生畸變,即輸入電流不為正弦波,根據(jù)傅利葉變換,非正弦波信號(hào)在頻域?qū)?huì)存在諧波,這些諧波電流將會(huì)降低設(shè)備電源的使用效率,并且會(huì)倒灌至電網(wǎng),對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生污染。測(cè)試上限為基頻的40次諧波頻率。Flickers:交流電源閃爍考察設(shè)備電源模塊引起輸入電源的頻率變化能力,該中頻率變化從設(shè)備端口反灌入電網(wǎng),會(huì)引起電網(wǎng)頻率的波動(dòng),導(dǎo)致對(duì)人體的傷害。測(cè)試標(biāo)準(zhǔn):IEC61000-3-3。輻射抗干擾RS:RadiatedsusceptibilityRS:輻射抗干擾,該項(xiàng)試驗(yàn)的目的主要用來(lái)考察設(shè)備對(duì)于外界電磁場(chǎng)干擾的抗擾能力,例如在設(shè)備附近使用無(wú)線通訊設(shè)備時(shí),設(shè)備已經(jīng)在進(jìn)行一場(chǎng)考驗(yàn)了,測(cè)試頻段:80M~2500MHz,使用1kHz或2Hz的正弦波進(jìn)行調(diào)幅。該項(xiàng)試驗(yàn)一般在全電波暗室內(nèi)進(jìn)行。PMS:工頻磁場(chǎng)抗擾度試驗(yàn)儀器EUT線圈50Hz電流PMS:工頻磁場(chǎng)試驗(yàn)主要模擬50Hz工頻電力線所構(gòu)成的磁場(chǎng)(如大型變壓設(shè)備附近的磁場(chǎng)等)對(duì)設(shè)備的影響,對(duì)此項(xiàng)試驗(yàn)較敏感的主要是產(chǎn)品內(nèi)部有磁敏感設(shè)備,如帶線圈的設(shè)備如CRT,或設(shè)備內(nèi)有摩爾器件等。試驗(yàn)示意
EFT/B:電快速瞬變脈沖群EFT/B:電快速瞬變脈沖群模擬設(shè)備附近或設(shè)備所在的電網(wǎng)中發(fā)生切斷感性負(fù)載時(shí)導(dǎo)致的脈沖干擾(開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)間隙的絕緣擊穿或觸點(diǎn)彈跳等原因,在斷開(kāi)處產(chǎn)生的暫態(tài)騷擾)。EFT/B波形及主要參數(shù)雙指數(shù)脈沖15ms脈沖串(5kHz)脈沖串間隔是300ms受試設(shè)備信號(hào)源容性耦合夾信號(hào)源受試設(shè)備耦合去耦電源端試驗(yàn):耦合去耦網(wǎng)絡(luò)(CDN)注入電源端;EFT/B試驗(yàn):接電源或輔助供電設(shè)備接輔助設(shè)備信號(hào)端試驗(yàn):容性耦合夾干擾耦合,信號(hào)線穿過(guò)容性耦合夾,容性耦合夾與信號(hào)線間有分布電容33-200pF,使干擾被注入信號(hào)電纜。
EFT/B:電快速瞬變脈沖群電快速群脈沖(EFT)-適用環(huán)境EFT/B:電快速瞬變脈沖群-結(jié)果判定EFT試驗(yàn)結(jié)果判定標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)現(xiàn)象A規(guī)定限值內(nèi)正常
B性能與功能暫時(shí)喪失或降低,但是騷擾停止后可以自恢復(fù)C性能與功能暫時(shí)喪失或降低,需要操作者干預(yù)后才能恢復(fù)D軟件或者硬件損壞,造成數(shù)據(jù)丟失或者其他不可恢復(fù)的功能散失或降低*備注:是否通過(guò)實(shí)驗(yàn)需要和客戶商定,針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)合選擇不同的判標(biāo)準(zhǔn),一般情況默認(rèn)A級(jí)和B級(jí)是正常的Surge:浪涌試驗(yàn)
浪涌試驗(yàn)用來(lái)模擬自然雷擊或者電網(wǎng)中接入大容性負(fù)載時(shí)所產(chǎn)生的脈沖對(duì)設(shè)備的影響。包含電源端和信號(hào)端測(cè)試。電源端測(cè)試
包括L和N線間、L對(duì)保護(hù)地、N線對(duì)保護(hù)地、L&N對(duì)保護(hù)地,其中第一種屬于差模干擾,后三種為共模干擾。信號(hào)端測(cè)試如果是屏蔽線,干擾加在屏蔽層上,如果是地線,干擾加在信號(hào)線上,例如對(duì)用戶線,直接加在AB線上。
Surge:浪涌波形浪涌波形有:1.2/50(8/20)組合波,10/700電壓波,其中1.2/50、1.2/50(8/20)波形用在電源端和室內(nèi)信號(hào)端的試驗(yàn)上,而10/700電壓波用在室外信號(hào)端的浪涌試驗(yàn)上。上述波形中的1.2、8和10都是指波形的波前時(shí)間,單位為us,50、20和700指得是波形的脈寬,單位也為us,可見(jiàn)浪涌波形的能量遠(yuǎn)大于EFT/B和靜電,但是干擾頻寬卻要窄得多。Surge:試驗(yàn)方法DIP/interruptions:試驗(yàn)介紹DIP/interruptions:該試驗(yàn)主要是模擬交流電網(wǎng)中接入大功率設(shè)備引起的電網(wǎng)電壓下降甚至短時(shí)中斷的現(xiàn)象,考察設(shè)備在處于這種工作狀態(tài)中的性能穩(wěn)定性。交流測(cè)試標(biāo)準(zhǔn):IEC61000-4-11。DIP/interruptions:試驗(yàn)介紹(續(xù))試驗(yàn)儀器控制試驗(yàn)的跌落深度、持續(xù)時(shí)間以及跌落相位。其中相位為0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°、360°。試驗(yàn)儀器電源電源受試設(shè)備(EUT)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn):IEC61000-4-6。電源端CS試驗(yàn)此時(shí)頻段150kHz~80MHz,加入的試驗(yàn)電壓根據(jù)產(chǎn)品類型不同而不同,例如對(duì)于電信設(shè)備來(lái)說(shuō),該項(xiàng)試驗(yàn)時(shí)需要加3V的騷擾電壓,對(duì)于工業(yè)產(chǎn)來(lái)說(shuō)則需加擾10V。信號(hào)端CS試驗(yàn)測(cè)試頻段同電源端試驗(yàn),加擾的強(qiáng)度也因產(chǎn)品類型不同而不同。CS:傳導(dǎo)抗擾度CS:試驗(yàn)連接示意圖信號(hào)端試驗(yàn)連接圖EMCLAMP
EUTATTENUATERSIGNALGENERATERAMPLIFIERAUXG.R.P0.1m>0.4m
<0.3mCS:試驗(yàn)連接圖示意圖電源端試驗(yàn)連接圖0.3mCDNATTENUATERSIGNALGENERATER
AMPLIFIERG.R.P0.1mEUT>0.4m靜電放電ESD:ElectrostaticdischargeESD:靜電放電,考察設(shè)備在接收外界靜電源(如帶電人體、帶電設(shè)備等)所產(chǎn)生的直接放電或靜電場(chǎng)干擾時(shí)的抵抗能力。靜電波形及參數(shù)Tr約為0.7至1ns,因上升時(shí)間非常短,根據(jù)傅利葉變換,其產(chǎn)生干擾的頻率可以延伸至500MHz靜電放電試驗(yàn)包含兩個(gè)部分:直接放電和間接放電直接放電:又包含接觸放電和空氣放電接觸放電主要針對(duì)設(shè)備表面的金屬裸露部分進(jìn)行??諝夥烹娭饕槍?duì)設(shè)備表面覆蓋有絕緣物質(zhì)的地方進(jìn)行,如噴有絕緣漆等。直接放電主要模擬人體或其他帶電源直接對(duì)設(shè)備放電的現(xiàn)象。間接放電:只包含接觸放電對(duì)水平耦合板和垂直耦合板進(jìn)行放電,耦合板距離設(shè)備一定距離,耦合板通過(guò)兩個(gè)470k歐姆的電阻接地,所以當(dāng)對(duì)耦合板放電時(shí),耦合板上的靜電不會(huì)馬上泄放到地,而以耦合板為靜電源形成一靜電場(chǎng),對(duì)設(shè)備進(jìn)行干擾。模擬設(shè)備抗靜電場(chǎng)干擾的能力EMS-靜電放電(ESD)-結(jié)果判定ESD試驗(yàn)結(jié)果判定標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)現(xiàn)象A規(guī)定限值內(nèi)正常
B性能與功能暫時(shí)喪失或降低,但是騷擾停止后可以自恢復(fù)C性能與功能暫時(shí)喪失或降低,需要操作者干預(yù)后才能恢復(fù)D軟件或者硬件損壞,造成數(shù)據(jù)丟失或者其他不可恢復(fù)的功能散失或降低*備注:是否通過(guò)實(shí)驗(yàn)需要和客戶商定,針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)合選擇不同的判標(biāo)準(zhǔn),一般情況默認(rèn)A級(jí)和B級(jí)是正常的三、EMC設(shè)計(jì)整改1、整改的基本概述2、EMC濾波技術(shù)3、EMC屏蔽技術(shù)4、EMC整改要點(diǎn)濾波屏蔽接地?cái)?shù)字濾波模擬濾波高通濾波低通濾波有源濾波無(wú)源濾波電場(chǎng)屏蔽磁場(chǎng)屏蔽電磁屏蔽靜電屏蔽信號(hào)接地功率接地單端接地多端接地復(fù)合接地解決EMC問(wèn)題三大法寶1、EMC整改的基本概述成本控制技術(shù)--物在EMC領(lǐng)域,解決同一個(gè)問(wèn)題,也許有很多方法和途徑,對(duì)于生產(chǎn)企業(yè)而言,成本投入越少,企業(yè)利潤(rùn)越高,但前提是性能、可靠性和壽命不能降低。一個(gè)產(chǎn)品是否成功的關(guān)鍵,在于企業(yè)是否良好運(yùn)行成本控制技術(shù)。1、完美地解決EMC問(wèn)題。2、分析電路去除多余設(shè)計(jì)。3、使用最低成本。4、可靠性和壽命不被減低。5、保持原有設(shè)計(jì)指標(biāo)。成本控制技術(shù)---人企業(yè)每年都有新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)上市,對(duì)EMC技術(shù)的投入就不能僅限于對(duì)企業(yè)的后期整改,或者外包設(shè)計(jì),上述僅能從“物”,也就是產(chǎn)品上暫時(shí)解決問(wèn)題。根本的解決方案是使研發(fā)工程師了解EMC的設(shè)計(jì)規(guī)范,吸取設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)EMC,才能從“人”的根本上解決問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)高效、可靠、低成本且一勞永逸的解決方案。
濾波器的作用切斷干擾沿信號(hào)線或電源線傳播的路徑,與屏蔽共同構(gòu)成完善的干擾防護(hù)。2、EMC濾波技術(shù)低通濾波器的類型濾波電路及常見(jiàn)濾波器件濾波元器件——磁珠【材料構(gòu)成】:由含鐵、鎳、鋅等金屬的氧化物構(gòu)成,俗稱鐵氧體;【高頻特性】:高頻時(shí)可以看成一個(gè)阻值隨頻率變化的電阻;【特點(diǎn)比較】:與電感比較,分布電容小,高頻特性好;【常用場(chǎng)合】:線路板上的電源或信號(hào)濾波。濾波元器件——磁環(huán)【材料構(gòu)成】:含鐵、鎳、鋅等金屬的氧化物構(gòu)成,俗稱鐵氧體;【高頻特性】:高頻時(shí)可以看成一個(gè)阻值隨頻率變化的電阻;【優(yōu)點(diǎn)比較】:可差模濾波又可共模濾波(根據(jù)夾入電纜的方式),整改驗(yàn)證方便;【常用場(chǎng)合】:電源電纜或信號(hào)電纜。電源濾波器CY1=CY23、EMC屏蔽技術(shù)屏蔽設(shè)計(jì)的關(guān)鍵要素通風(fēng)口顯示窗鍵盤指示燈電纜插座調(diào)節(jié)旋鈕電源線縫隙電纜進(jìn)出屏蔽體對(duì)屏蔽的影響電纜進(jìn)出屏蔽體帶來(lái)兩個(gè)問(wèn)題:1、結(jié)構(gòu)開(kāi)孔泄漏;2、電纜為屏蔽體內(nèi)外提供感應(yīng)耦合,降低屏效。縫隙的屏蔽設(shè)計(jì)縫隙屏蔽設(shè)計(jì)兩種方式:緊固點(diǎn)壓緊連接;屏蔽材料連接。緊固點(diǎn)連接方式常用緊固方式:鉚釘、螺釘、點(diǎn)焊,視具體結(jié)構(gòu)方案選定。屏蔽材料的選擇:縫隙屏蔽選用導(dǎo)電泡棉或者簧片材料、螺旋管、導(dǎo)電橡膠等。導(dǎo)電泡棉價(jià)格低,不易壞,應(yīng)用方便,首選材料?;善牧现饕獞?yīng)用在活動(dòng)縫隙場(chǎng)合,如門、拉手條等。通風(fēng)孔屏蔽設(shè)計(jì)覆蓋金屬絲網(wǎng)(不推薦):用于屏蔽要求不高,通風(fēng)量大,同時(shí)有防塵要求的場(chǎng)合。穿孔金屬板(推薦):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,價(jià)格低廉。截止波導(dǎo)通風(fēng)板:用于EMI要求等級(jí)較高的場(chǎng)合。屏蔽玻璃顯示玻璃表面金屬絲網(wǎng)或涂覆導(dǎo)電漆。顯示電路和其他電路隔離屏蔽艙磁環(huán)方式電纜進(jìn)出屏蔽體設(shè)計(jì)無(wú)金屬線纜的纜線可自由進(jìn)出屏蔽體,如光纖只需考慮開(kāi)孔對(duì)屏蔽的影響。非屏蔽線進(jìn)出屏蔽體必須經(jīng)濾波,以免干擾通過(guò)電纜向外傳導(dǎo)或者二次輻射。屏蔽體泄漏定位子流程縫隙孔洞檢查襯墊襯墊安裝設(shè)法密封縫隙襯墊質(zhì)量?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)有襯墊無(wú)襯墊仍有泄漏無(wú)泄漏完成輻射源是否在孔洞附近重新設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),使兩者遠(yuǎn)離縮小孔洞尺寸或用截止波導(dǎo)磁場(chǎng)電場(chǎng)3、EMCPCB板技術(shù)產(chǎn)生電磁干擾的前提條件1)突變的電壓或電流,即dV/dt或dI/dt很大2)輻射天線或傳導(dǎo)導(dǎo)體PCB抑制干擾總結(jié)如下:1、減小差模信號(hào)回路面積;2、減小高頻噪聲電流(濾波、隔離及匹配);3、減小共模電壓(接地設(shè)計(jì))。其中,1和3是PCBEMC設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。PCB分層設(shè)計(jì)【設(shè)計(jì)原則】:多層板中,關(guān)鍵布線層(CLK、Bus、I/O、RF、
Reset及各種控制信號(hào)線等所在層)應(yīng)與完整地平面相鄰,優(yōu)選兩地平面之間?!驹矸治觥浚宏P(guān)鍵信號(hào)線一般都是強(qiáng)輻射或極其敏感的信號(hào)線,靠近地平面布線使信號(hào)回路面積減小,減小輻射強(qiáng)度或提高抗干擾能力。【設(shè)計(jì)原則】:對(duì)于單層板,關(guān)鍵信號(hào)線兩側(cè)應(yīng)該布地。【原理分析】:關(guān)鍵信號(hào)線兩側(cè)“包地處理”一方面可以減小信號(hào)回路面積,另外,還可以防止信號(hào)線與其他信號(hào)線之間的串?dāng)_。注:關(guān)鍵信號(hào)兩側(cè)的地盡量多過(guò)孔,防止地變成天線?!驹O(shè)計(jì)原則】:雙層板關(guān)鍵信號(hào)線的投影平面上有大面積鋪地?!驹矸治觥浚涸蚩拷仄矫娌季€使信號(hào)回路面積減小,減小輻射強(qiáng)度或提高抗干擾能力?!驹O(shè)計(jì)原則】:多層板中,TOP、BOTTOM層無(wú)≥50MHz的信號(hào)線。【原理分析】:將高頻信號(hào)走在兩個(gè)平面層之間,以抑制其對(duì)空間的輻射?!驹O(shè)計(jì)原則】:f≥50MHz的多層板,若第二層與倒數(shù)第二層為布線層、則TOP、BOTTOM層應(yīng)鋪接地銅箔,且地平面多過(guò)孔。【原理分析】:接地銅箔可阻擋高頻信號(hào)的對(duì)空間輻射?!驹O(shè)計(jì)原則】:多層板中,單板主工作電源平面(使用最廣泛的電源平面)應(yīng)與其地平面緊鄰?!驹矸治觥浚弘娫疵婧偷仄矫嫦噜?,有效減小電源電流回路面積?!痢獭驹O(shè)計(jì)原則】:在單層板中,電源走線附近須有地線與其緊鄰、平行走線。【原理分析】:減小電源電流回路面積?!痢獭驹O(shè)計(jì)原則】:在雙層板中,電源走線附近須有地線與其緊鄰、平行走線?!驹矸治觥浚簻p小電源電流回路面積?!驹O(shè)計(jì)原則】:分層設(shè)計(jì)時(shí),避免布線層相鄰。如無(wú)法避免,拉大兩布線層間距,縮小布線層與其信號(hào)回路層間距?!驹矸治觥浚合噜彶季€層上的平行信號(hào)走線會(huì)導(dǎo)致信號(hào)串?dāng)_?!痢安季€層1”與“布線層2”不宜相鄰【設(shè)計(jì)原則】:PCB布局,沿信號(hào)流向直線放置原則,避免來(lái)回環(huán)繞?!驹矸治觥浚罕苊庑盘?hào)直接耦合,影響信號(hào)質(zhì)量?!痢獭驹O(shè)計(jì)原則】:多個(gè)模塊在同一板子時(shí),數(shù)/模、高速/低速等分開(kāi)布局?!驹矸治觥浚罕苊鈹?shù)/模、高速/低速電路的串?dāng)_?!驹O(shè)計(jì)原則】:PCB上同時(shí)存在高、中、低速電路時(shí),遵從下圖布局原則?!驹矸治觥浚罕苊飧哳l電路噪聲通過(guò)接口向外輻射?!驹O(shè)計(jì)原則】:線路板電源輸入口的濾波電路應(yīng)靠近接口放置。【原理分析】:避免已經(jīng)經(jīng)過(guò)了濾波的線路被再次耦合?!驹O(shè)計(jì)原則】:PCB板接口電路的濾波、防護(hù)及隔離器件應(yīng)靠近接口放置?!驹矸治觥浚悍雷o(hù)、濾波和隔離效果好?!驹O(shè)計(jì)原則】:晶振、繼電器、開(kāi)關(guān)電源等強(qiáng)輻射器件離PCB接口連接器≥1000mil?!驹矸治觥浚焊蓴_會(huì)直接向外輻射或在外出電纜上耦合出電流來(lái)向外輻射。1、寬帶噪聲抑制方法譜線問(wèn)題描述:30~300MHz頻段內(nèi)出現(xiàn)寬帶噪聲超標(biāo),如下圖:?jiǎn)栴}定位:一般由電源或地噪聲輻射引起。問(wèn)題整改:通過(guò)在電源線上增加去耦磁環(huán)(可開(kāi)合)進(jìn)行驗(yàn)證,如果有改善則說(shuō)明和電源線有關(guān)系,采用以下整改方法:30MHz四、EMC整改案例濾波器是否良好接地如果設(shè)備有一體化濾波器,檢查濾波器的接地是否良好,接地線是否盡可能短;建議:金屬外殼的濾波器的接地最好直接通過(guò)其外殼和地之間的大面積搭接。濾波器或?yàn)V波電路的輸入輸出是否隔離檢查濾波器的輸入、輸出線是否互相靠近。濾波器輸入輸出模塊PCB適當(dāng)調(diào)整濾波器件參數(shù)適當(dāng)調(diào)整X/Y電容的容值、差模電感及共模扼流圈的感量;需要注意的是:調(diào)整Y電容時(shí)要注意安全問(wèn)題;改變參數(shù)可能會(huì)改善某一段的輻射,但是卻會(huì)導(dǎo)致另外頻度變差,所以需要不斷的試,才能找到最好的組合。CxCyL1L2L4L3CyL1、L2:差模電感Cx:差模電容L3、L4:共模電感Cy:共模電容適當(dāng)增大觸發(fā)極上的電阻值如果設(shè)備使用開(kāi)關(guān)電源,適當(dāng)增大觸發(fā)極上的電阻值不失為一個(gè)好辦法;在上圖中增加兩個(gè)電容也可以有效減小共模開(kāi)關(guān)噪聲;PWM電路R減小開(kāi)關(guān)電源內(nèi)的回路面積開(kāi)關(guān)電源板在PCB布線時(shí)一定要控制好各回路的回流面積,可以大大減小差模輻射。差好單層板或雙層板中電源走線的處理電源線地電容L增加電容為電源去耦;多層板中電源平面層的處理要求電源平面和地平面緊鄰;地層電源層電源連接器插針定義是否符合要求檢查設(shè)備的板間電源連接器的插針定義。VCCGND電源連接器非屏蔽設(shè)備內(nèi)電源線的處理在電源線上套磁環(huán)進(jìn)行比對(duì)驗(yàn)證,以后可以通過(guò)在單板上增加共模電感來(lái)實(shí)現(xiàn),或者在電纜上注塑磁環(huán)。非屏蔽機(jī)箱磁環(huán)結(jié)構(gòu)屏蔽設(shè)備的孔縫泄漏屏蔽設(shè)備內(nèi)部,孔縫附近是否有干擾源。結(jié)構(gòu)件搭接處是否噴有絕緣漆,采用砂布將絕緣漆擦掉,作比較試驗(yàn)。開(kāi)孔開(kāi)孔電源等電路模塊系統(tǒng)接地線同樣可能引起寬帶噪聲檢查接地螺釘是否噴有絕緣漆;系統(tǒng)接地線X屏蔽體內(nèi)部√2、獨(dú)立窄帶尖蜂噪聲抑制方法譜線問(wèn)題描述:全頻段內(nèi)出現(xiàn)間隔均勻的窄帶尖蜂群噪聲(如下圖)或單立尖蜂噪聲。問(wèn)題定位:如果是均勻的窄帶尖蜂群噪聲,計(jì)算其間隔頻率差是多少,這個(gè)頻率差可能就是其輻射源的基頻;如果是單立的尖蜂噪聲,則看看這個(gè)尖蜂噪聲和單板上的時(shí)鐘頻率是否有倍頻關(guān)系。問(wèn)題整改:有針對(duì)性的處理確定的目標(biāo)時(shí)鐘源。166MHzover22.84dB時(shí)鐘源外殼是否接地在PCB板上:晶體外殼應(yīng)該接地處理;晶振的接地腳應(yīng)該接地;PCBGND晶振時(shí)鐘輸出匹配設(shè)計(jì)時(shí)鐘的輸出根據(jù)信號(hào)質(zhì)量的要求使用始端匹配,適當(dāng)變緩時(shí)鐘沿,減小發(fā)射。需要注意的是,使用時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器時(shí),時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)的時(shí)鐘輸出同樣需要匹配。GND晶振RRR時(shí)鐘源的電源濾波設(shè)計(jì)采用磁珠+大電容+高頻電容的濾波方式給時(shí)鐘源進(jìn)行濾波;GND晶振RBEADGND電容時(shí)鐘源是否遠(yuǎn)離任何連接器(插座)時(shí)鐘源應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離外出接口以及結(jié)構(gòu)開(kāi)孔附近。機(jī)箱時(shí)鐘源XPCB板上時(shí)鐘走線遠(yuǎn)離連接器(插座)對(duì)于結(jié)構(gòu)屏蔽設(shè)備,單板上時(shí)鐘走線應(yīng)遠(yuǎn)離單板上的外出接口和結(jié)構(gòu)孔縫;PCB連接器時(shí)鐘走線時(shí)鐘源外出電纜單層板或雙層板上時(shí)鐘線的處理單層板或雙層板上的時(shí)鐘建議盡可能在時(shí)鐘線的兩側(cè)包地線,條件不允許,也應(yīng)該使時(shí)
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