电磁兼容设计技术课件.ppt

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1、电磁兼容设计技术EMCDepartment2012.01.18EMC设计技术PCB的EMC设计:总论PCB的EMC设计#1:电流和回流PCB的EMC设计#2:电源滤波PCB的EMC设计#3:天线线路板的两种辐射方式差模辐射DifferentialModeEMI共模辐射CommonModeEMI电流环CurrentLoop杆天线RodAntenna共模和差模对EMC测试的影响对于EMC测试:共模辐射比差模辐射的影响要大100-1000倍例子:上升沿5ns的38MHz时钟:如何减小差模辐射?E=2.6IAf2/DI电流——信号线电流【原理图设计阶段考虑】减小负载——使用驱动电路增加线路阻抗——改变

2、阻尼电阻值I电流——电流回流【PCB设计阶段考虑】A面积——控制电流回路面积【PCB设计】f频率——合适的器件,阻尼电阻【原理图设计】D测试距离——固定不变怎样减小共模辐射E=1.26ILf/DI电流——共模干扰电流L长度——电缆长度f频率——噪声频率D测试距离——固定不变二、PCB的EMC设计PCB的EMC设计:总论PCB的EMC设计#1:电流和回流PCB的EMC设计#2:电源滤波PCB的EMC设计#3:天线电流和回流控制频率f减少EMI谐波次数【f】的方法利用阻尼电阻,减缓上升沿,同时保证SI和EMC无阻尼电阻——有多于58个谐波分量接510欧姆阻尼电阻,有11个谐波分量R阻尼电阻的放置位

3、置由于地址线上阻尼电阻放置不合理引起的大面积辐射电流和回流控制电流I电流回流【多层板】低频:最小电阻【最短距离】高频:最小阻抗【最小面积】如图虚线部分,高速信号回流将沿感抗最低的路径由负载端流动到驱动端高速信号回流13布线未能参考完整平面高速信号回流--参考平面不完整参考平面不完整,导致信号回流面积增大,易引发EMI问题14回流问题——跨越分割参考平面的分割地分割电源分割焊接面上跨越电源分割的布线4层板(S1/G/P/S2)或6层板S1/G/S2/S3/P/S4多层板信号线换层换层前后,参考平面是两个不同的地层时:在信号线换层多的区域,需要地层间过孔进行“良好连接”否则,表现出来的现象是附近某

4、个地方有强辐射【把多个地层连接起来的过孔上】S1GNDS2S3GND?多层板信号线换层-GNDVIA多层板信号线换层换层前后,参考平面分别是电源和地时:在信号线换层多的区域,需要适当的旁路电容构成较好的电流回路否则,表现出来的现象是附近滤波电容处有强辐射【滤波电容起了回流作用】S1GNDS2VCC?C多层板信号线换层—跨接cap回流问题——安全间距信号线共享回流路径(EMI以及感性串扰)在数字电路中,感性串扰>容性串扰回流问题——密集过孔设计要点过孔尽可能分开放置直插式接插件,必须靠近PCB边缘放置必须放置在PCB中间的接插件,尽可能使用贴片式,或者不能有任何信号线走过接插件信号线和地线的比例

5、适用于:双层板IC-IC信号线连接PCB-PCB电缆/接插件互联一般原则【信号线和“地线”的比例】时钟线:1:1普通信号线:(4-8):1信号线和地线的比例FPC走线中差分信号两边都设计有地线板间电缆 上的电磁辐射二、PCB的EMC设计PCB的EMC设计:总论PCB的EMC设计#1:电流和回流PCB的EMC设计#2:电源滤波PCB的EMC设计#3:天线天线效应设备内的每根布线/电缆/金属都是“天线”。线长度>波长的1/20,就能成为天线。100MHz信号的5次谐波为500MHz,3cm长的布线就可能成为天线!长度为信号波长的1/4时,便是一个将信号转变成场的极好的转换器。设备内部电缆及外接电缆

6、很容易成为天线频率λ/20频率(MHz)λ/20波长距离101.5m5030cm8019cm10015cm1609.4cm2007.5cm4003.6cm6002.5cm10001.5cm天线——PCB敷铜问题PCB四周包地线,但是没有与地层良好连接。该地线成了接收和发射电磁场的天线。22MHz的信号,波长为13米,65cm的布线就是天线!PCB敷铜问题电子设备中的任何悬浮的铜皮(未充分接地的填充)或者散热器,都可能成为“天线”PCB表面敷铜一定要“良好接地”多层板中间层的布线空旷区域,不要敷铜。因为很难做到让这个敷铜“良好接地”设备内部的金属,例如金属散热器、金属加固条等,一定要实现“良好

7、接地”。晶振附近的接地隔离带,一定要良好接地。ThankYouQuestionandAnswer

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