EMC理论与实践_第六部分.ppt

第6章 电路的EMC设计 设备或系统EMC设计，大致要从下面四个方面进行综合考虑： 线路或系统配置； 数字电路； 模拟电路； 线路接地及有关抑制措施。 处理好这几个方面内容，主要考虑的是设备或系统中的PCB板的设计。 6.1 PCB中的电磁兼容问题 目前绝大多数电路都是依靠印刷电路板（PCB）来实现的。 电路中电磁兼容问题，其实主要就是PCB中的电磁兼容问题；PCB中的电磁兼容问题也就是电路中的电磁兼容问题。 6.1.1 电路中有关EMC的一些常见问题 电路中的EMC问题归纳起来有： 线路或系统配置 数字电路 模拟电路 线路接地 有关抑制措施。 （1）系统或线路配置 在完成设备或系统的电路功能设计后，应对各有关电路模块进行仔细分析和分类。从EMC角度，分析哪些是易受到骚扰的电路。 一般地，高速逻辑电路、高速时钟电路、视频电路和一些含有电接点的电器及设备，这些将是潜在的骚扰源。 高速逻辑电路、高速时钟电路、视频电路、微处理器以及低电平模拟电路很容易受到骚扰。 组合逻辑电路、线性电源及功率放大器等，则不易受到骚扰的影响。 有些设备，有较多的骚扰源电路，抑或易受骚扰影响的电路较多，在这种情况下，宜将这些电路集中地按区域放置。 将电路按区域布置便于相对集中地采取屏蔽、接地、滤波等等骚扰抑制措施，有效地达到电磁兼容的目的。 （2）数字电路 数字电路因利用高频方波脉冲进行工作，其高频谐波分量可以延伸到数百赫兹以上。 另一方面，任何微处理器系统是利用脉冲信号来工作的，因此，外来骚扰脉冲可能对电路误触发。 低电平高速脉冲数字电路既是骚扰源，又容易受到骚扰。 （3）模拟电路 通常，模拟电路并不像数字电路那样产生大量骚扰，因为模拟电路无需采用高频方波脉冲作为工作信号，但一些频带宽度达几兆赫的视频电路通常是骚扰源。 模拟电路可能产生高频谐振，模拟放大器要考虑相位移及反馈问题以避免谐振。 （4）线路接地 电路一般均需要考虑接地问题，按其功能分类，接地有安全接地和信号接地（参考接地）两种方式。 安全接地是为设备或电路故障电流进入大地提供一个低阻抗，保证设备电气安全的，一般与大地连接，保证接地的设备与大地处于同一电位； 信号接地是设备或电路为了稳定可靠地工作而需要设立一个参考电平，为了电路能够正常工作，信号地则不一定与大地连接，可以是任何定义为电位参考点的位置，这个参考电平通常由大面积金属导体来提供。作为电位基准的导体称为接地参考平面。 仪器的接地参考平面往往都和大地相连接，并使它和大地取得相等的参考电位，这样不仅是为了防护危险，而且也是为了防止骚扰和保证工作状态稳定。 （5）感性负载的有关抑制方法 电感L的两端的电压VL可用下式表示： 公式表明当电感中的电流产生突变时，将产生一个很高的瞬时电压。 为了保护用于电感负载的开关触头，以减小因触头间瞬时击穿而引起的辐射和传导噪声，常常在电感负载开关触头两端或同时在两者两端并接各种触头防护网络。 一般采取RC抑制网络，二极管网络以及稳压二极管网络等。 （6）静电放电(ESD） 静电放电耦合到电子线路有直接耦合、电容耦合及电感耦合三种方式。 当放电电流直接流过敏感电路时，便产生直接耦合，它能导致电路损坏。 电容耦合和电感耦合则发生在向邻近的金属物体或电缆放电的时候。 这是因为放电电流所产生的场可能耦合到敏感电路上 。 电路和系统免受静电放电的不良影响 的方法： 消除产生静电放电的源； 隔离导体，阻止放电； 为放电电流提供替换通路，使其旁路； 屏蔽电路，阻止放电产生的电场或磁场进入。 静电放电通常发生在设备自身暴露在外的导电物体，或者发生在邻近的导电物体上。对设备而言，容易产生静电放电的部位是：电缆、键盘及暴露在外的金属框架。 除了以上提及的一些问题外，电路还有一些其他电磁骚扰（EMI），例如电路装置的整流器产生的骚扰电压，脉冲装置如脉冲发生器、间歇振荡器、锯齿波电压或电流发生器、多谐振荡器、触发器等包含很多元件、环节和导线等等。 6.1.2 电路中干扰的本质 电路中的干扰问题干扰可以被分为两类，内部干扰和外部干扰。 内部干扰可能是由于伴随着传输路径的邻近电路之间的寄生耦合，以及内部组件之间的场耦合(如对磁盘驱动器的供电)，信号沿着传输路径有衰减。详细说来这些问题就是信号丢失、信号沿路径反射以及与邻近信号线路的串话。 外部问题分为辐射问题和敏感度问题。辐射问题主要来源于时钟或其它周期性信号的谐波。补偿的方法是将周期信号局限在一个尽量小的区域内以及阻隔与外界寄生耦合的路径。 对于外部影响的敏感度，例如ESD或无线频率的干扰，主要与耦合到I/O线上并传输到单元内部的能量有关。主要的接收器是高速输入线和敏感的相邻线路，尤其是那些边缘激励器件。 对于EMC的分析主要考虑5个