影響電磁兼容性EMC的因素
電磁兼容性EMC(Electro Magnetic Compatibility),是指設備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運行并不對其環(huán)境中的任何設備產生無法忍受的電磁干擾的能力。因此,EMC包括兩個方面的要求:一方面是指設備在正常運行過程中對所在環(huán)境產生的電磁干擾不能超過一定的限值;另一方面是指器具對所在環(huán)境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度,即電磁敏感性。
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電壓——電源電壓越高,意味著電壓振幅越大而發(fā)射就更多,而低電源電壓影響敏感度。
頻率——高頻產生更多的發(fā)射,周期性信號產生更多的發(fā)射。在高頻數字系統(tǒng)中,當器件開關時產生電流尖峰信號;在模擬系統(tǒng)中,當負載電流變化時產生電流尖峰信號。
接地——對于電路設計沒有比可靠和完美的電源系統(tǒng)更重要的事情。在所有EMC題目中,主要題目是不適當的接地引起的。有三種信號接地方法:單點、多點和混合。在頻率低于1MHz時可采用單點接地方法,但不適于高頻。在高頻應用中,最好采用多點接地;旌辖拥厥堑皖l用單點接地而高頻用多點接地的方法。地線布局是關鍵的。高頻數字電路和低電平模擬電路的地回路盡對不能混合。
PCB設計——適當的印刷電路板(PCB)布線對防止EMI是至關重要的。
電源往耦——當器件開關時,在電源線上會產生瞬態(tài)電流,必須衰減和濾掉這些瞬態(tài)電流來自高di/dt源的瞬態(tài)電流導致地和線跡“發(fā)射”電壓。高di/dt產生大范圍高頻電流,廣州市駿凱電子科技有限公司 020 83502535激勵部件和纜線輻射。流經導線的電流變化和電感會導致壓降,減小電感或電流隨時間的變化可使該壓降最小。
降低噪聲的技術
防止干擾有三種方法:
1. 抑制源發(fā)射。
2. 使耦合通路盡可能地無效。
3. 使接收器對發(fā)射的敏感度盡量小。
下面介紹板級降噪技術。板級降噪技術包括板結構、線路安排和濾波。
板結構降噪技術包括:
* 采用地和電源平板
* 平板面積要大,以便為電源往耦提供低阻抗
* 使表面導體最少
* 采用窄線條(4到8密耳)以增加高頻阻尼和降低電容耦合
* 分開數字、模擬、接收器、發(fā)送器地/電源線
* 根據頻率和類型分隔PCB上的電路
* 不要切痕PCB,切痕四周的線跡可能導致不?吹沫h(huán)路
* 采用多層板密封電源和地板層之間的線跡
* 避免大的開環(huán)板層結構
* PCB聯(lián)接器接機殼地,這為防止電路邊界處的輻射提供屏蔽
* 采用多點接地使高頻地阻抗低
* 保持地引腳短于波長的1/20,以防止輻射和保證低阻抗線路安排降噪技術包括用45。而不是90。線跡轉向,90。轉向會增加電容并導致傳輸線特性阻抗變化
* 保持相鄰激勵線跡之間的間距大于線跡的寬度以使串擾最小
* 時鐘信號環(huán)路面積應盡量小
* 高速線路和時鐘信號線要短和直接連接
* 敏感的線跡不要與傳輸高電流快速開關轉換信號的線跡并行
* 不要有浮空數字輸進,以防止不必要的開關轉換和噪聲產生
* 避免在晶振和其它固有噪聲電路下面有供電線跡
* 相應的電源、地、信號和回路線跡要平行以消除噪聲
* 保持時鐘線、總線和片使能與輸進/輸出線和連接器分隔
* 路線時鐘信號正交I/O信號
* 為使串擾最小,線跡用直角交叉和散置地線
* 保護關鍵線跡(用4密耳到8密耳線跡以使電感最小,廣州市駿凱電子科技有限公司 業(yè)務咨詢020 83502535路線緊靠地板層,板層之間夾層結構,保護夾層的每一邊都有地)
濾波技術包括:
* 對電源線和所有進進PCB的信號進行濾波
* 在IC的每一個點原引腳用高頻低電感陶瓷電容(14MHz用0.1UF,超過15MHz用0.01UF)進行往耦
* 旁路模擬電路的所有電源供電和基準電壓引腳
* 旁路快速開關器件
* 在器件引線處對電源/地往耦
* 用多級濾波來衰減多頻段電源噪聲
其它降噪設計技術有:
* 把晶振安裝嵌進到板上并接地
* 在適當的地方加屏蔽
* 用串聯(lián)終端使諧振和傳輸反射最小,負載和線之間的阻抗失配會導致信號部分反射,反射包括瞬時擾動和過沖,這會產生很大的EMI
* 安排鄰近地線緊靠信號線以便更有效地阻止出現(xiàn)電場
* 把往耦線驅動器和接收器適當地放置在緊靠實際的I/O接口處,這可降低到PCB其它電路的耦合,并使輻射和敏感度降低
* 對有干擾的引線進行屏蔽和絞在一起以消除PCB上的相互耦合
* 在感性負載上用箝位二極管
EMC是DSP系統(tǒng)設計所要考慮的重要題目,應采用適當的降噪技術使DSP系統(tǒng)符合EMC要求。