基于分层与综合法的EMC设计

1.电磁兼容设计前的准备
电磁兼容设计前，须预先明确以下几个问题:
产品销往何处?是在国内销售还是准备销往欧洲，或是美国、日本等国产品属于哪一类?是信息技术设备，还是工业、科学、医疗射频设备，或是电信终端设备产品用于嘟里?是用于居住区、商业区、轻工业区，还是工业区按照预先明确的各项问题，就可以确定电磁环境。电徽环境是指，存在于产品使用位置的所有电磁现象的总和。

这些电磁现象包括全部时间、全部频谱，包括传导与辐射。产品使用位I即产品安装和工作的位里，其类别的划分是以该位I的主要电磁特性为基础的.在IEC61000-2-5中列举了8类位2.即农村居民区、城市居民区、商业区、轻工业区、宜工业区(包括发电厂或变电站)、交通区、通信中心、医院。电班环境的影响通过辐射和传导侵入产品，其界面就如同一组端口，通过这些端口，电陇肠扰进入或者出自所设计的产品。电磁挂扰的性质和程度都与端口的类型有关。

电磁环境和产品端口确定以后，就可以选用和剪狡适用的标准。根据标准中有关电徽发射限值和抗扰度限值的规定，可确定电磁兼容性电平、电徽发射电平和抗扰度电平，然后，将这些电平逐级分配到各功能块上，细化

电路板级和元件级的指标。
根据电徽干扰的三要素:骚扰源，辆合途径和敏感设备.为了保证产品的电磁发射电平和抗扰度电平满足标准规定.必须分析存在哪些电胜肠扰派、吸扰铆的特性、产生的机理、传播特性及抑制方法等，还必须分析产品中，电磁级扰是如何从级扰派拐合到各端口的?是传导精合、共阻抗辐合、感应拐合还是辐射辐合?即辐合途径在嘟里，每条辐合途径有什么特点?由于骚扰派频域、时域特性的复杂性，以及城扰派几何参数的复杂性和较宽的频率范围，远场和近场并存，传导和辐射同在，做好这些分析必须下一番工夫:为了保证产品的抗扰度电平满足标准规定的限值，除了分析电磁骚扰的辐合途径外，还必须分析产品中的敏感器件和电路，研究如何提高它们的抗干扰能力。

2.第一层设计:有源器件的选型与电源完整性
2.1有源器件的选型

电磁兼容设计的主要内容是抑制骚扰源的发射强度和提高敏感电路的抗干扰舱力，而解决这一问题的关键是模拟器件和逻辑器件的选型。企业在购买这些器件时.一般都只关心价格和性能，只是在发现器件和电磁骚扰发射有关，并且决定着产品的抗扰度，特别是发现电磁挂扰发射抑制和提高抗扰度的成本较高和研发周期显著J加后，才重视对这些器件进行评估和选型。

事实上，在国外，器件生产厂商己收到愈来愈多的企业有关器件电磁骚扰发射和抗扰度方面的投诉。这是因为，要解决产品这方面的问题，仅靠屏蔽和滤波是无法实现的。模拟器件和逻辑器件的灵敏度和带宽决定了它们的抗扰度特性。

模拟器件的灵敏度以器件固有嗓声为荃础:逻辑器件的抗扰度特性取决于嗓声容限或嗓声抗扰度。噪声容限即受加在愉入信号上的噪声最大允许值，如果嗓声大于嗓声容限，退辑器件将误翻转。噪声抗扰度越低，则器件的抗扰度越差。低电平、高密度组装、商速、高频器件很容易被干扰，特别是被脉冲嗓声所干扰，推荐使用CMOS,HTL等器件。
逻辑器件还是一种骚扰发射较强的、最常见的宽带骚扰源，器件的上升吓降时间越短，对应逻辑脉冲所占频谱越宽。频谱宽度BW与上升尹下降时间rt的关系为:
BW=1/(Art)
例如，tr-2ns时，BW=159MHz，但实际辐射频率范围可达BW的十倍以上，此例中可达1.6GHz以上。

2.2电浑完整性
AI嗓声电流和瞬态负载电流IL是这种宽带传导猫扰和辐射级扰的初始源。逻辑器件工作时，它内部的门电路将发生导通和截止状态的转换，会有一个突变电流

从所接电派流入门电路，或从门电路流入地线，使电派线或地线电流发生突变，这个变化的电流称为41嗓声电流;由于电派线和地线存在一定分布电感L,4I嘴声电流流过时，将引起反电动势和尖峰电压，引发电源电压突变。电铆电压的这种臾变称为△I噪声电压。

瞬态负载电流IL即门电路物入电容和驭动线对地分布电容的放电电流耽，它与△I噪声电流将发生复合，井将产生很商的八I嗓声电压，很明显，它就是传导挂扰和辐射肠扰的初始源.为了实现电派完整性，抑制传导获扰和辐射肠扰，就必须减小△I噪声电压.为了减小L，应优选多层印制板，将地城改为多层板中的一层。此外，正确选择信号今数和脉冲参教，减小△I,AV,选用rt长的器件等。安装去辐电容C.提供一个电流派，补偿逻辑器件工作时所产生的△I嗓声电流，也将减小△I噪声电压，实现电源完整性。

3.第二层设计:印制电路板设计与信号完整性
印制电璐板提供元器件的支摊和互连线，是构成产品的墓础，是产品达到电磁兼容要求的重耍部分。印制板设计时应考虑以下内容:
各电路合理布局，不为各肠扰硕的电班发射提供"发射天线，，也不为敏感器件提供"接收天线";线路板层数的选择、元器件的布局和走线都应符合电磁兼容性的要求。