微波EDA网,见证研发工程师的成长!
首页 > 微波射频 > 射频工程师文库 > 基于分层与综合法的EMC设计

基于分层与综合法的EMC设计

时间:07-05 来源:中国电磁兼容网-白同云 点击:

降低电路的频率。尽量使用低速芯片,延长上升尹下降时间,井使用低通滤波器滤除掉I/nrt以上的频率成份。这部分频率成分不但对电路工作没有作用,而且辐射发射很强.

减小信号环路的面积。尽量使用表面安装器件(SMD)和多层印制板.为了减小信号环路的面积,就需要知道差模电流的实际路径。众所周知,电流总是走阻抗最小的路径.信号环路的阻抗Z=R+j(aL,既包括信号环路的电阻,也包括信号环路的电感.频率较低时,感抗很小,阻抗Z主要由R决定:当频率较高时,感抗所占比重越来越大,阻抗Z土要由L决定。根据定义,L=m/I.这里。为环路的磁通,I为环路电流。显然.环路面积越大,所包围的。越大,则L也越大。可以说,环路的阻抗与环路的面积成正比。所以,高频电流总是走L最小的路径,也就是环路面积最小的路径。采用单面板时.可以在紧靠信号线的旁边布一条地线;采用双面板时,可以在线路面的另一面,紧靠信号线的一腼,沿着信号线布一条较宽的地线:如果采用多层板,则回流电流总是自动的在信号线正下方的地线层上流动,形成了最小的环路面积。

减小差模电流,尽量使用低功耗器件和理冲器。
当产品有外接电组时,应该特别注意由共模电流引起的辐射。共模辐射与驱动源的频率、共模电流、外接电缆的长度有关。为了减小共模辐射,需要做到以下儿点:
尽t使用短电统:减小共模电流,将共模电流旁路到地.或申接共模扼流圈:减小驱动电压,如减小地电位差等;采用屏蔽电缆,使电缆屏蔽层与屏蔽壳体作360。端接;尽址减少电缆上的高频成份,可以在电级两端使用低通共模滩波器来实现:遴免共阻抗拐合及其他干扰辐合。

由于集成电路技术的飞速发展,对时钟电路等高速电路的设计要求越来越高.当CPU速率超过IOMHz,tr小于Sns时,即高速PCB,将产生传翰线效应和信号完整性问题,需要采用商速PCB技术。
信号完整性即在要求的时间内信号能以要求的时序,持续时间和电压幅度做出响应,不失真地从铆端传送到接收端。传抽线效应和信号完整性问粗包括:反射,时延和时序错误,过冲厅冲和振荡,申扰和EMI发射。要进免传抽线效应,实现信号完整性,旅必须做到:
控制走线长度,合理规划走线拓扑结构,使用端接匹配电阻和抑制EMI发射.

4.第三层设计:地线设计
地线设计是一项重要的设计,也是难度较大的一项设计。在电磁兼容设计的一开始,就进行地线设计是解决电磁兼容问压最有效和最旅价的方法.设计良好的地线网既能提商抗扰度,又能减小电斑发射。
接地的含义是:为电路或系统提供一个参考的等电位点或面。如果接真正的大地,则这个参考点或面就是大地电位。接地的另一个含义是:为电流流回源提供一条低阻抗路径.

在地线设计时,必须知道地电流的实际流动路径。
地线设计应通免共地阻抗辐合干扰和地环路干扰,其根茸则是地找阻抗。频率较低时,回路阻抗主耍是电阻:当翔率较商时,回路阻抗以感抗为主;为使感抗最小,必须使回路尽量小。

5.第四层设计:屏蔽设计
屏蔽技术用来抑翻电盛扭扰沿空间的传播,即切断辐射拐合的传播途径。电班场扰沿空间的传括是以电进波的方式进行的,可分为近场和远场.
电侧极子天线的近场称为高阻抗场,以电场为主,E正比于1尸,H正比于1尸。电偶极子天线称为离电压、小电流、离阻抗翻.近场又称为感应场。远场时,H和E都正比于I/r。远场又称为辐射场,以平面波形式传播。

\

\

近场电场屏蔽的必要条件是采用高导电率屏蔽体加接地;近场低频磁场屏蔽可采用铁、硅钢片、坡莫合金等高导磁材料进行磁屏蔽或磁旁路,增加屏蔽体厚度或采用多层屏蔽,可提高屏蔽效能,但不需接地:近场高频磁场屏蔽时,因频率较高,磁性材料的磁导率下降,磁损增加而不适用,这时,可采用高导电材料,使反射损耗增大,也不需接地,但如果屏蔽体接地良好,则还可以同时屏蔽近场高频电场:远场电磁屏蔽应采用高导电率屏蔽体并接地。
实际的屏蔽机箱都有许多必要的孔、洞和缝原,引起导电不连续性.产生电磁泄漏,使屏蔽效能远低于实心材料的屏蔽效能。因此屏蔽设计的关键就是如何保证屏蔽的完整性。
实践证明,当孔缝尺寸等于半波长的整数倍时,电磁泄拐最大,一般要求缝长或孔径小于k/10-)L/100.所以,高频时,屏蔽效能主要取决于孔、缝,而低频时,屏蔽效能主要取决于材料与厚度。但因趋肤深度有限,当厚度大于1.2mm后,就没什么实际愈义了。
屏蔽机箱上的永久性接缝应采用焊接工艺密封;屏蔽机箱上的非永久性配合面,例如盖板与箱体的配合面所形成的接缝,通常用拐钉紧固连接。但由于配合面不平整或变形,使屏蔽效能下降.导电衬垫是减小接缝的孟要屏蔽材料,被广泛应用。
对导电衬垫的要求是:有足够弹性和厚度;耐腐蚀井与机箱材料的电化序相容,以防电化学腐蚀:转移阻抗尽可能低(当电徽场照射到衬垫上时,在衬垫上的感应电压V与感应电流1之比为转移阻抗):压缩变形或寿命符合要求。
常用的导电衬垫有以下几种:卷曲绍旋弹黄:用薄的窄带金属材料绕制而成,卷旋直径为1.2-25mm,材料为不锈钥或艘姗彼钥;指形黄片衬垫:由被青钥皮冲压而成的一排分立指形齿的衬垫结构,广泛用于经常擂要拆装的机箱或益板;金周编织网衬垫:芯材也是金属的全编织网衬垫,材料可以是被桐、获乃尔、桩锡钥芯钥丝,具有很离的屏蔽效能;橡胶芯编织网衬垫也是一种弹性好的衬垫:导电椒胶衬垫:空心或实芯的导电橄胶板或条。
屏蔽机箱有通风徽热耍求时,孺耍开孔,用穿孔金月板或班盖金属丝网在甚商抓时屏蔽效能都要下降。为此,豁要使用翻止波导式蜂窝板,它具有以下优点:工作频率范围宽,直到徽波频段仍有较高屏蔽效能:对空气阻力小,风压损失少;机械强度高,工作可靠毯定:
通风板芯与框架之间,以及框架与机箱之间均使用导电衬垫,保证了低阻抗连接。
且示.、监视拐娜可视宙口应使用导电玻确防止电世穿透。导电玻瑞由层压在两层聚丙姆或平面玻劝之间的细金.丝网翻成,也可将金月薄腆真空沉积在光学基片上制成。其透光度可保持在60^-80%以上,而屏蔽效能可达8OdB以上.
面板上的操作旋妞、指示灯等都可以利用截止波导管进行屏蔽。例如,使绝缘棒状旋钮式操作杆穿过截止彼导管,将指示灯安放在截止波导管后面等,都可以达到屏蔽的目的。
当导线成电组直接穿过屏蔽体时,屏蔽体内的电磁猫扰会拐合到进、出屏蔽体的导线或电级上,并产生感应电流传导到屏蔽体外,造成辐射;同样,外界的电磁括扰,也会通过进、出屏蔽体的导线或电统,产生感应电流并传导到屏蔽体内,造成挂扰。由于导线或电统都有一定长度,可等效为天线,其辐射或接收的能力往往比其它走线更强。所以,导线或电缆是不允许直接穿过屏蔽体的,否则,屏蔽体的屏蔽效能就会大幅度下降。因此,穿过屏蔽体的
单根导线或电缆,必须通过馈通池波器。池波器电路为低通浦波器,采用单个电容型时,懊通滤波器的结构如同一个穿芯电容器。滩波器电路还有单个电感型、L 型、二型等,电路中的电感均由套在内导体上的铁氧体磁环构成。能对30MHz至300MHz频率范围内的骚扰感应电流产生30dB以上的衰减,而低通滤波器的3dB带宽对通过比截止绷率更低的信号则是够宽了。当需要穿过屏蔽体的导线或电统较多时,可采用滤波招连接吞或泌波器阵列。沈波

Copyright © 2017-2020 微波EDA网 版权所有

网站地图

Top