
有人說過,世界上隻有兩種(zhǒng)電子工程師:經(jīng)曆過電磁幹擾的和沒有經曆(lì)過電磁幹擾的。伴隨著PCB信號頻率的提升,電磁兼容設計(jì)是(shì)我們電子工程師不得不考慮的問題。
EMC分(fèn)析時需考慮的5個重要屬性(xìng)
麵對一個設計,當進(jìn)行一(yī)個(gè)產品和設(shè)計的EMC分析時,有以下5個重(chóng)要屬性需考慮:
1、關鍵器件尺寸:
產生輻射的發射器件的物理尺寸。射頻(pín)(RF)電流將會產生電磁場,該電磁場會通過機殼泄漏而(ér)脫離(lí)機殼。PCB上的走線長度(dù)作為傳輸路徑對射頻電流(liú)具有直接的影響。
2、阻抗匹配:
源和接收器的阻(zǔ)抗,以及兩者之間的傳輸(shū)阻抗。
3、幹擾信號的時(shí)間特性:
這個問題是連(lián)續(周期信號(hào))事件,還是僅僅存在於(yú)特定操作周期(例如單次事(shì)件(jiàn)可能是某次按(àn)鍵操作或者上電幹擾,周期性的磁盤驅動操作或網絡突發傳輸)。
4、幹擾信號的強度:
源能量級別有(yǒu)多(duō)強,並且它產生(shēng)有害幹擾的潛力有多大。
5、幹擾信號的頻率特性:
使用頻譜儀進行波形觀察,觀察問題出現在頻譜的哪個位置,便(biàn)於找到問題的所在。
另外,一些低頻電路的設計習慣(guàn)需要注意。例如我慣用的單點(diǎn)接地對(duì)於低(dī)頻應用是(shì)非常適合的,但是和公司大牛聊()天,發現不適合於射頻信號場合,因為射頻信號場合存在更多的EMI問題。

相信有些工程師會將單(dān)點(diǎn)接地(dì)應用到所有產品(pǐn)設計(jì)中,而沒有認識到使用這種接地方法(fǎ)可能會產生更多或更(gèng)複雜的電(diàn)磁兼容問題。
我們(men)還(hái)應該注意電(diàn)路組件內的電流流向。由電路(lù)知識我們知道,電(diàn)流從(cóng)電壓高的地方流向低的(de)地方(fāng),並且電流總(zǒng)是通過一條(tiáo)或(huò)更多條路徑在一個閉環電路中流動,因此有個很重要的規律:設計一個最小回(huí)路。
針對那些測(cè)量到幹擾電流的方向,通過修改PCB走線,使其不影響負載或敏感電路(lù)。那些要求從電源到負載(zǎi)的高阻抗路徑的應用,必(bì)須考慮返回電流(liú)可以流過的所有可能的路徑。

我們還需要注意PCB走線。導線或走線的阻抗包含電阻R和感抗,在高頻時有阻抗,沒有容抗。當走線頻率高於100kHz以上(shàng)時,導線(xiàn)或走(zǒu)線變成了(le)電感(gǎn)。在音(yīn)頻以上工(gōng)作的導線(xiàn)或走線可能成為射頻(pín)天線。
在EMC的規範中,不容許導線或走線在某一特定頻率的λ/20以下工作(天線的設計長度等(děng)於某一特定頻率的λ/4或(huò)λ/2)。如果(guǒ)不小心設計成那樣,那麽走(zǒu)線就變成了一根高效能的天(tiān)線,這讓(ràng)後期的(de)調試變得更加棘手。
最後說說PCB的布局問題:
第()一:要考慮PCB的尺寸大小。PCB的尺寸過(guò)大時,隨著走線的增長使係統抗幹擾能(néng)力下(xià)降(jiàng),成本增加,而尺(chǐ)寸過(guò)小容易引起散熱和互擾的問題。
第二:再確定特殊元(yuán)件(如時鍾元件)的位置(時鍾(zhōng)走(zǒu)線最()好周圍不鋪地和不走在關鍵信號線的上下,避免幹擾)。
第三:依(yī)據電路功(gōng)能,對PCB整體進行布局。在元器件(jiàn)布局(jú)上(shàng),相關的(de)元器件盡量靠近,這(zhè)樣可以獲得(dé)較(jiào)好的(de)抗(kàng)幹擾效果。

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