EMC整改及PCB設(shè)計培訓資料.ppt

1、EMC整改及PCB設(shè)計,SGS SZ EMC Lab Tony_Wu,EMC問題,電磁兼容性(EMC) EMC定義：在同一電磁環(huán)境中，設(shè)備能夠不因為其他設(shè)備的干擾影響正常工作，同時也不對其他設(shè)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。,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(shè)計,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(yīng)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

2、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。,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,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,RE整機定位,信號電纜定位,屏蔽定位,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,常見的濾波器,常用的信號線濾波器,濾波器接地阻抗,

3、實際干擾電流路徑,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， Flash， SDRAM 不同的IC使用同一電源時應(yīng)分別采用濾波電路,VCC,電容,Bead,常用的濾波電路實例,晶振的電源濾波設(shè)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,R,BEAD,GND,電容,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,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

4、感或排磁珠）和C1,C2,C3,的值；,接地技術(shù),單點接地（串聯(lián)單點接地和并聯(lián)單點接地）,1,2,3,1,2,3,串聯(lián)單點接地 優(yōu)點：簡單 缺點：公共阻抗耦合,I1,I2,I3,I1,I2,I3,A,B,C,A,B,C,R1,R2,R3,并聯(lián)單點接地 優(yōu)點：無公共阻抗耦合 缺點：接地線過多,接地技術(shù),多點接地（叢多個不同的點接地）,R1,R2,R3,L1,L2,L3,電路1,電路2,電路3,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,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 I1 I2 信

5、號流 地環(huán)路,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。,接地技術(shù),時鐘源外殼接地 晶體外殼應(yīng)該接地處理；晶振的接地腳應(yīng)該接地；而且應(yīng)選取比較干凈靠近時鐘源的地接地,接地技術(shù),顯示屏的金屬外殼應(yīng)接地 開關(guān)管或IC的散熱片應(yīng)接地 通常來說，開關(guān)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(yīng)選擇正確的接地 懸空屏蔽線纜的金屬外殼應(yīng)選擇大面積的接地 各模塊之間的地應(yīng)保持良好的搭接,屏蔽技術(shù),電磁屏蔽作用的大小用屏蔽效能度量: SE = 20 lg ( E1/ E2）,屏

6、蔽前的場強E1,屏蔽后的場強E2,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）,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(wù)必將搭界處的絕緣漆打磨掉，再來屏蔽縫隙,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,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

7、量避開相關(guān)的敏感器件或線路； 圍堵： 通過相應(yīng)的措施使靜電放電電流盡量不產(chǎn)生，相關(guān)的敏感器件或線路感受不到靜電干擾,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(shè)備的金屬外殼良好接觸，使靜電電流直接從設(shè)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(shè)備外殼良好搭接； 2、避免復(fù)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。,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

8、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,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(yīng)盡可能小； 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),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(shè)置成倒

9、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；,CI問題,抑制CI的原則對策 對電源口和信號進行相應(yīng)的濾波，但是需要注意濾波電路的接地設(shè)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,基于EMC的PCB設(shè)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(fù)位電路等遠離輻射源放置； 晶體、晶振、繼電器、開關(guān)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；,基于EMC的PCB設(shè)計,布線原則 PCB走線應(yīng)盡量避免直角和銳角； 3W規(guī)則：為減少線間串擾，應(yīng)保證線中心間距不少于三倍線寬,基于EMC的PCB設(shè)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(yīng)盡可能短，振蕩器應(yīng)放在離器件很近的位置）,基于EMC的PCB設(shè)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形成閉環(huán)）,基