专家教你如何设计好液晶电视电磁兼容?
尽量靠近,用地线把时钟区隔离起来,放置一个局部地平面并且通过多个过孔与地线连接。
电容去耦:利用电容去耦来降低电磁干扰,电容去耦可以分为三种:整体的、局部的和板间的。
整体去耦电容工作在低频状态,为整个电路板提供一个稳定的电压和电流。它应放置在紧靠印制电路板电源线和地线的地方。典型的去耦电容值是0.1μF。这个电容的分布电感的典型值是5μH。0.1μF的去耦电容有5μH的分布电感,它的并行共振频率大约在7MHz左右,也就是说,对于10MHz以下的噪声有较好的去耦效果,对几十MHz以上的噪声几乎不起作用。所以对于20MHz以上的噪声,采用0.01μF的电容去耦。
局部去耦电容使集成电路得到的供电电压比较平稳;另外还旁路掉该器件的高频噪声。
板间去耦电容是指电源面和接地面之间的电容,主要解决电源中产生的高频瞬变电流。电源输入端跨接一个10~100uF的电解电容器,如果印制电路板的位置允许,采用100uF以上的电解电容器的抗干扰效果会更好。去耦电容的引线不能过长,一般都紧靠在集成电路电源旁边,连线要粗一些。
磁珠滤波:在主板上的所有信号输入端(如YPBPR接口、VGA接口)都要加入磁珠滤波。磁珠专用于抑制信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰,还具有吸收静电脉冲的能力。它扮演高频电阻的角色,即将高频衰减掉。该器件允许直流信号通过,而滤除交流信号。
选择磁珠时,必须注意以下几个因素:
1、不需要的信号频率范围为多少;
2、噪声源是谁;
3、需要多大的噪声衰减;
4、环境条件是什么(温度,直流电压,结构强度);
5、电路和负载阻抗是多少;
6、是否有空间在PCB板上放置磁珠。
前三条通过观察厂家提供的阻抗频率曲线就可以判断。在阻抗曲线中三条曲线都非常重要,即电阻R,感抗X和总感抗Z。如图1所示:
图1:反映磁珠电阻、感抗和总感抗的阻抗曲线及等效电路拓扑。
总阻抗通过下面的公式⑴来描述:
Z=(R + 2πFL)
通过这一曲线,选择在期望衰减噪声的频率范围内具有最大阻抗而在低频和直流下信号衰减尽量小的磁珠。
片式磁珠在过大的直流电压下,阻抗特性会受到影响,另外,如果工作温升过高,或者外部磁场过大,磁珠的阻抗都会受到不利的影响。
使用片式磁珠还是片式电感主要还在于应用。在谐振电路中需要使用片式电感。而需要消除不需要的电磁干扰噪声时,使用片式磁珠是最佳的选择。
调谐器板EMC设计
调谐器板主要包括:调谐器部分、音频处理部分。
在进行调谐器板部分的电路设计和PCB板布板时,尤其要注意电磁干扰的问题,必须考虑下面几点:
1. 首先要将TUNER部分的地(即模拟地)与其他部分的地分开铺地。
2. 一定要将TUNER的金属外壳与地连接起来,连接点多一些能更好地消除电磁干扰。调谐器TUNER内部本来就存在高频电路,故要做好屏蔽工作。
3. 在选用接口端子(如AV端子、S-VIDEO端子等)时,尽量选用传导性好、抗电磁干扰性强的端子,同时也需要将接口端子的所用地与大地完整连接起来。同时也加磁珠滤波。
4. 信号线尽量短而直,如果无法避免,可采取飞线过渡。信号线切忌形成环形。因为环形相当于线圈的匝数,环形布线的辐射效应最强。
5. 尽量减少大面积的死铜,解决办法是可以将它们与地连接在一起。如有大面积的死铜形成天线,则会引入电磁干扰。
6. 石英晶体下面以及对噪声敏感的器件下面不要走线。
音频处理部分要特别注意在印制板的走线布局中,首先应避免将高速信号线和音、视频线走在一起。例如:如果将I2C总线中的时钟线SCL和数据线 SDA的走线和音频线的走线靠得很近。由于I2C总线中的时钟线SCL和数据线SDA在不停地变化,从而干扰到声音。很明显地如,在你使用电视遥控器转换电视频道时,如果能听到扬声器发出有规律的"咯哒、咯哒"声。这可能就是因为在印制板布板时忽视了上面的问题。
整机EMC设计
整机机内的装配图(以其中的一种型号为例)如图2所示:
图2:反映各个EMI关注点的某型号整机机内装配图。
在上图中标号为5的连接线为数字板连接屏的屏线。由于屏线主要是上屏的数据等。会对系统造成很大的干扰。减小干扰最好办法是使用双绞线和屏蔽线。如果是 TTL屏,屏线需要在连接线的外面加屏蔽网罩或者是磁环。如果LVDS屏,则需要使用双绞线,同时再加上磁环。以减少屏线对整个系统的电磁干扰。带屏蔽的双绞线,可以信号电流在两根内导线上流动,噪声电流在屏蔽层里流动,因此消除了公共阻抗的耦合,而任何干扰将同
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