EMI分析与设计
电路板emi设计
电路板EMI设计介绍在现代电子设备中,电路板是连接各个电子元件的重要组成部分。
然而,电路板在高频运行时可能会产生电磁干扰(EMI),对周围的电子设备和系统造成不利影响。
因此,进行电路板EMI设计是必要的,以确保设备的正常工作和可靠性。
本文将详细探讨电路板EMI设计的相关内容。
电磁干扰概述电磁干扰是指电磁场的能量在电路板或其它电子设备中引起的非预期影响。
这些干扰可以来自电源、信号线、地线等各种来源。
电磁干扰可能导致电路板的性能下降、设备故障、通信中断等问题,因此需要通过EMI设计来减小这些干扰。
EMI设计原则在进行电路板EMI设计时,需要遵循一些基本原则,以确保设计的高效和可靠。
以下是一些常用的EMI设计原则:1. 布局和层叠设计合理的电路板布局和层叠设计可以最大程度地减小电磁干扰。
布局设计应将信号线和电源线与敏感线路、高频线路等相隔离,并避免并行布线。
层叠设计可以通过在不同层次上布置信号层、地层和电源层,有效降低电磁辐射。
2. 地线设计地线是电路板EMI设计中非常重要的一部分。
合理的地线布局可以减小地回线的电阻和电感,降低电磁干扰。
使用大面积的地层和多个接地点,可以提高地线的效果。
3. 滤波设计滤波是减小电磁干扰的一种重要手段。
在电路板设计中,可以通过添加滤波电容、电感和滤波器等元件,来抑制高频噪声和谐波。
4. 屏蔽设计屏蔽设计是减小电磁辐射和接收外部干扰的有效方法。
可以在电路板和电子器件之间设置屏蔽罩,以防止电磁干扰的传播。
EMI设计步骤进行电路板EMI设计时,可以按照以下步骤进行:1. 确定设计需求和规范首先,需要明确设计的需求和规范。
根据电子设备的用途和运行环境,制定相应的EMI设计要求。
2. 进行电路板布局设计根据设计需求,进行电路板的布局设计。
将信号线、地线和电源线合理布置,并避免并行布线和敏感线路的相互干扰。
3. 进行层叠设计根据电路板的复杂度和性能要求,进行层叠设计。
将信号层、地层和电源层分开布局,以降低电磁辐射。
emi设计规则
emi设计规则emi(企业风险管理指数)是一种对企业风险做出评估的指标,它可用于评估企业的经营风险及其后果,从而为经营管理提供支持。
emi设计规则(EDR)是一个框架,可以帮助企业识别、评估、管理不同类型的风险,包括法律、财务、IT、人力资源、技术、组织、运营、和安全风险,并提供可行的行动方案。
emi设计规则的基本概念是以建立一个完整的风险管理体系为基础,为组织提供健全的风险管理流程。
从企业的角度来看,它的目的是通过评估、跟踪和管理不同类型的风险,以最小的成本实现最大的收益,有效地提升企业的整体绩效。
emi设计规则由四个层次组成,包括风险评估、风险管理、风险衡量和风险监控。
第一,风险评估是企业判断风险的第一步,可以通过分析企业的历史数据和当前的行业环境,确定可能发生的风险,并建立可行的应对措施。
具体来说,企业可以定义出多种可能的风险情景,并结合对非标准风险的评估,形成风险评估报告,确定最可能发生、最坏情况和最佳情况下的风险状态,为风险管理提供有效的基础。
第二,风险管理是根据风险评估结果所做出的行动。
通过这一步,企业可以采取控制、减少、接受或转移等具体措施,达到风险最小化的目的。
控制是要采取有效的措施来预防风险的发生,减少是要减少风险的发生或影响,而接受意味着企业将承担风险的风险,转移则意味着用保险、交易或其他方法将风险转移给其他机构。
第三,风险衡量是指企业从不同角度衡量风险的程度,以及风险管理的效果如何。
具体来说,企业可以利用经济成本-效益分析、定量化风险评估方法、数据挖掘等方法来衡量风险,并分析风险控制措施的效果。
第四,风险监控是指企业要及时监控风险情况,以便及时发现风险,并采取有效的应对措施。
企业可以根据风险监控报告,及时调整风险管理战略,以降低风险发生的可能性、减少风险的影响力。
总的来说,emi设计规则的基本原理是以建立一个健全的风险管理体系为目标,以帮助企业实现最高效率经营管理为目标。
它为企业提供了一种组织架构,可以有效地识别、评估、管理和监控风险,从而最大限度地提高组织的绩效。
背光驱动控制系统设计中的EMC与EMI问题分析
背光驱动控制系统设计中的EMC与EMI问题分析背光驱动控制系统是现代电子产品中不可或缺的一个部分。
在设计和实施背光驱动控制系统时,我们需要重视与电磁兼容性(EMC)和电磁干扰(EMI)相关的问题。
本文将对背光驱动控制系统设计中的EMC与EMI问题进行分析,并提出相应的解决方案。
一、背景介绍背光驱动控制系统广泛应用于各种显示设备,例如LCD液晶显示屏、LED显示屏等。
这些显示设备在工作过程中会产生电磁辐射,并且容易受到外部电磁干扰影响。
因此,为了确保背光驱动控制系统的正常运行和稳定性,我们必须解决与EMC与EMI问题相关的挑战。
二、EMC问题分析1. 电磁辐射(EMR)电磁辐射是背光驱动控制系统中的一个主要EMC问题。
当驱动电路工作时,会产生高频信号和尖峰信号,这些信号会通过导线、印刷电路板(PCB)和外壳等传导出去,引发电磁辐射。
这种辐射会对周围的电子设备产生干扰,影响其正常工作。
2. 电磁感应(EMI)电磁感应是EMC问题的另一个重要方面。
当背光驱动控制系统接收外部电磁信号时,可能会产生电磁感应,导致系统内部的电子元件受到干扰。
这种干扰可能导致系统的性能下降,甚至引起系统故障。
三、EMI问题分析1. 干扰源在背光驱动控制系统中,可能存在多种干扰源,包括电源线、数据线、时钟信号等。
这些干扰源会产生电磁能量,通过导线和其他电子元件传递,从而干扰系统的正常工作。
2. 抑制技术为了解决EMI问题,我们可以采取一些抑制技术。
例如,使用屏蔽材料来包覆电子元件和电线,降低电磁辐射的强度;设计合理的接地系统,确保电磁干扰能够有效地释放到地面;使用抑制器件,如滤波器等,来消除电磁噪声。
四、EMC与EMI问题的解决方案1. 布局设计在背光驱动控制系统的布局设计中,我们应该合理安排电路板上的元件和导线,减少传导和辐射路径。
通过优化布局设计,可以降低电磁辐射和敏感元件的电磁干扰。
2. 地线设计地线设计是EMC与EMI问题解决中的重要环节。
EMI 滤 波 器 原 理 与 设 计 方 法 详 解
EMI 滤 波 器 原 理 与 设 计 方 法 详 解输入端差模电感的选择输入端差模电感的选择::1. 差模choke 置于L 线或N 线上,同时与XCAP 共同作用F=1 / (2*π* L*C)2. 波器振荡频率要低于电源供给器的工作频率,一般要低于10kHz 。
3. L = N2AL (nH/N2)nH4. N = [L (nH )/AL(nH/N2)]1/2匝5. AL = L (nH )/ N2nH/N26. W =(NI )2AL / 2000µJ输入端共模电感的选择输入端共模电感的选择::共模电感为EMI 防制零件,主要影响Conduction 的中、低频段,设计时必须同时考虑EMI 特性及温升,以同样尺寸的Common Choke 而言,线圈数愈多(相对的线径愈细),EMI 防制效果愈好,但温升可能较高。
传导干扰频率范围为0.15~30MHz ,电场辐射干扰频率范围为30~100MHz 。
开关电源所产生的干扰以共模干扰为主。
产生辐射干扰的主要元器件除了开关管和高频整流二极管还有脉冲变压器及滤波电感等。
注意:1. 避免电流过大而造成饱和。
2.Choke 温度系数要小,对高频阻抗要大。
3.感应电感要大,分布电容要小。
4.直流电阻要小。
B = L * I / (N * A) (B shall be less than 0.3)L = Choke inductance. I = Maximum current through choke. N = Number of turns on choke.A = Effective area of choke. (for drum core, can approximate with cross section area of center pole.)假设在50KHZ 有24DB 的衰减则,共模截止频率Fc = Fs*10Att/4 0 = 50*10-24/40=12.6KHZ 电感值L= (RL*0.707)/(∏*Fc) = (500.707)/(3.14*12.6) = 893uH使用磁芯和磁棒作滤波电感时应注意自身的阻抗,对于共模电感不能使用低阻抗的磁芯和磁棒,否则会造成炸机现象。
开关电源EMI滤波器原理与设计研究
被动式EMI滤波器主要通过电感和电容的组合来实现干扰的吸收和抑制。而主 动式EMI滤波器则通过在信号线上加入特殊的电子器件来消除干扰。
EMI耗
额定电压是EMI滤波器的重要参数之一,它 表示滤波器可以承受的最大电压值。
插入损耗是指EMI滤波器接入电路后,对信 号传输造成的影响。插入损耗越小,说明滤 波器的性能越好。
群时延
温度系数
群时延是指滤波器对信号传输时间的影响。 群时延越小,说明滤波器的传输速度越快。
温度系数是指EMI滤波器在温度变化时,其 性能变化的程度。温度系数越小,说明滤波 器的稳定性越好。
02
开关电源EMI滤波器设计基 础
EMI滤波器电路拓扑结构
1 2
共模滤波电路
用于减小电源线上共模噪声,包括电阻、电容 和电感等元件。
抑制共模噪声
通过采用共模扼流圈等元件,可以抑制共模噪声,提高滤波 器的性能。
抑制差模噪声
采用差模扼流圈等元件,可以抑制差模噪声,提高滤波器的 性能。
EMI滤波器与整流器的配合设计
整流器与滤波器的配合设计
整流器输出的波形对EMI滤波器的性能有很大影响,因此需要合理设计整流 器与滤波器之间的电路连接方式,以减小整流器对EMI滤波器性能的影响。
2023
《开关电源emi滤波器原理 与设计研究》
目录
• 开关电源EMI滤波器概述 • 开关电源EMI滤波器设计基础 • 开关电源EMI滤波器优化设计 • 开关电源EMI滤波器性能评估 • 开关电源EMI滤波器设计实例 • 结论与展望
01
开关电源EMI滤波器概述
EMI滤波器的定义和作用
EMI滤波器定义
整流器与滤波器的参数匹配
EMI分析
4.2.1 电压瞬变对于电磁干扰的分析,可以从电磁能量外泄方面来考虑,如果器件向外泄露的能量越少,我们可以认为产生的电磁干扰就比较小。
对于高速的数字器件来说,产生高频交流信号时的电压瞬变是产生电磁干扰的一个主要原因。
我们知道,数字信号在开关输出时产生的频谱不是单一的,而是融合了很多高次谐波分量,这些谐波的振幅(即能量)由器件的上升或者下降时间来决定,信号上升和下降速率越快,即开关频率越高,则产生的能量越多。
所以,如果器件在很短的时间内完成很大的电压瞬变,将会产生严重的电磁辐射,这个电磁能量的外泄就会造成电磁干扰问题。
通常,高速数字电路的EMI 发射带宽可以通过下面的公式计算:F=1/πTr,F为开关电路产生的最高EMI频率,单位为GHz,Tr为信号的上升时间或者下降时间,单位为ns。
'700')this.width='700';" border=0> 图1-4-1 理想信号回流示意图'700')this.width='700';" border=0>图1-4-1 实际情况中的信号回流对高频信号回流的理解不能有一个思维定势,认为回流必须完全存在于信号走线正下方的参考平面上。
事实上,信号回流的途径是多方面的:参考平面,相邻的走线,介质,甚至空气都可能成为它选择的通道,究竟哪个占主要地位归根结底看它们和信号走线的耦合程度,耦合最强的将为信号提供最主要的回流途径。
比如在多层PCB设计中,参考平面离信号层很近,耦合了绝大部分的电磁场,99%以上的信号能量将集中在最近的参考平面回流,由于信号和地回流之间的环路面积很小,所以产生的EMI也很低。
但如果由于相邻的参考平面上存在缝隙等非理想因素,这就导致了回流的面积增大,低电感的耦合作用减弱,将会有更多的回流通过其它途径或者直接释放到空中,这就会导致EMI的大大增加。
我们参考图1-4-3来分析信号回流对EMI的影响,可以看到:信号和回流外部区域,由于磁场的极性相反,可以相互抵消,而中间部分是加强的,这也是对外辐射的主要来源。
EMI噪声分析及EMI滤波器的设计
传 到次级 ,开关管Q1 止 时 ,高 频变 压器 进行 磁 截 复位 。通 过 高频 变压 器传来 的高频 脉 冲经 整流 二
极管 整 流成单 一方 向的脉 动直 流 .这个 脉 动直 流
经输 出滤 波 电感 和滤 波 电容 滤 波后 。即可送 出所 需 要 的直流 电压 。
轻 、薄 、小和 高效 率等 种种 便利 之 时 ,同时 也 带
作原 理 。最后 给 出了国 内外对干扰 噪 声所采 用 的一 些规 范和标 准。 关键 词 :开关 电源 ;E ;滤 波器 ;干扰噪 声 MI
0 引 言
开 关 电源作 为 一 种 通用 电源 ,以其 轻 、薄 、 小 和高 效率 等特 点为 人们 所熟 知 ,是 各种 电子设 备 小 型 化 和低 成 本 化 不 可缺 少 的 一种 电源 方 式 , 已成为 当今 的主 流 电源 。随着 电子 信 息产 业 的迅 猛 发展 ,其应 用 范 围也必 将 日益扩 大 ,需 求量 也
1 E 噪 声 电流 MI
开关 电源 的电路 拓扑结 构 很 多 ,按 功 率 开关 管 与高 频变 压器 的组 合工 作方 式 可分 为全 桥 、半
桥 、推挽 、单端 正激 、单 端反 激等 模式 。在 中小 功 率开关 电源模块 中 ,使用 较 多 的电路 拓 扑结 构
为 推挽式 、单 端正 激式 、单 端反 激式 等 。典 型 的 单 端正 激 式 开关 电源 电路 框 图如 图 1 示 .它 由 所
收 稿 日期 :0 0 0 — 2 2 1 — 3 1
开关 频率 的基波 和若 干次谐 波 的频 段 内 ,干扰 噪
声 的幅值 远 远超 过 了G B1 1 J 5 A所规 定 的范 围 .因 而会造 成 系统传 导噪声 等 电磁兼容 指标 超标 。
EMI滤波器电路原理及设计
EMI滤波器电路原理及设计
EMI滤波器的原理是基于信号的频率特性和线路的阻抗匹配。
在设计EMI滤波器时,首先需要分析电路中的电磁干扰源,并根据干扰频率的不
同选择合适的滤波器类型。
常见的滤波器类型包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
在滤波器的设计中,核心是选择合适的元件参数以及电路拓扑结构。
其中电感和电容是常用的滤波元件,它们的选择需要考虑滤波器的频率响
应特性。
一般来说,电感可用于低频段的滤波,而电容则适用于高频段的
滤波。
在滤波器的设计中还需要考虑元件的阻抗匹配,以提高滤波效果。
除了滤波器,EMI滤波器还包括抑制器。
抑制器通过增加抑制网络,
进一步提高滤波器对电磁干扰的抑制效果。
抑制网络一般包括与电磁干扰
源之间的串联电感和并联电容。
它们通过改变电路的阻抗特性,减少电磁
干扰信号的传输和辐射。
在设计EMI滤波器时,还需要考虑电路的输入和输出特性以及滤波器
的功率损耗。
输入和输出特性的分析包括电压、电流和功率的测量与计算,以保证滤波器在工作范围内的性能。
而功率损耗则是指滤波器对信号的能
量损耗,需要控制在合理的范围内,以避免对整体电路性能的影响。
总之,EMI滤波器的设计原理是基于信号的频率特性和线路的阻抗匹配。
通过选择合适的滤波器类型、元件参数和抑制网络,可以实现对电磁
干扰的抑制。
设计时需要考虑电路的输入和输出特性以及滤波器的功率损耗,以保证滤波器正常工作并提供良好的滤波效果。
电源电路emi设计
电源电路emi设计一、概述电源电路的EMI(电磁干扰)设计是确保电子设备稳定运行的关键环节。
以下介绍电源电路EMI设计的各个方面,包括输入滤波器设计、输出滤波器设计、接地设计、屏蔽设计、布局设计、电缆设计、去耦电容设计、电源模块选择、传导干扰抑制和辐射干扰抑制。
二、输入滤波器设计输入滤波器的主要目的是减小电源线上的传导干扰。
设计时应考虑使用低通滤波器,以减小高频率的噪声。
同时,要选择适当的元件参数,以在不影响正常工作电流的情况下,有效滤除噪声。
三、输出滤波器设计输出滤波器的目的是减小设备对外的电磁辐射。
应使用适当阶数和元件参数的滤波器,并根据设备的工作频率和可能的辐射频率来确定滤波器的特性。
四、接地设计良好的接地是EMI设计的关键。
应选择适当的接地方式,如单点接地、多点接地或混合接地,以减小接地阻抗,降低因地线导致的电压降,从而减小共模电流。
五、屏蔽设计屏蔽是减少电磁辐射的有效方法。
可以使用金属屏蔽材料对电源线和电源组件进行屏蔽,以减少外部电磁场对设备的影响和设备对外部的电磁辐射。
六、布局设计电源电路的布局设计对于EMI控制至关重要。
应合理安排电源电路中各元件的位置,尽量减小元件间的电磁耦合,降低噪声的传播。
七、电缆设计电缆是电磁干扰的主要传播途径之一。
应选择低阻抗、低感抗的电缆,并进行合理的电缆布局和捆扎,以减小电缆对电磁干扰的传播。
八、去耦电容设计去耦电容可以减小电源中的噪声,提高电路的稳定性。
在电路板上的关键元件附近应合理放置去耦电容,并选择适当的电容值和耐压值。
九、电源模块选择在电源模块的选择上,应优先考虑具有良好EMI性能的模块。
这可以大大简化EMI设计的难度,提高系统的稳定性。
十、传导干扰抑制传导干扰可以通过在设备的输入端加装滤波器来抑制。
根据干扰的频率和强度,可以选择使用各种不同类型的滤波器,如π型滤波器、级联滤波器等。
此外,合理选择和使用电容器、电感器等元件,也可以有效地抑制传导干扰。
emi设计规则
emi设计规则
EMI设计规则是一套用于指导电磁兼容(EMI)设计的行业标准,该标准由电子电气制造业协会(EIA)于2004年颁布。
EMI设计规则旨在提高电子装置的可靠性,并防止设备间的电磁干扰(EMI)。
EMI设计规则的总体目的是为电子设备的制造者和用户提供技术支持,以确保符合国家电磁兼容监督管理机构(EMCC)的规定。
它指出了设备制造者和使用者应遵守的行为准则,以及他们应使用的电磁兼容(EMI)技术,以确保该设备在运行过程中不受周围电磁环境的干扰,从而保证正常运行。
EMI设计规则涉及多个方面,重点讨论了以下几点:
1.磁兼容法规:首先,EMI设计规则阐述了有关电磁兼容(EMI)的法规,并简要介绍了国家(或测量标准单位)有关EMI的要求,包括衡量电磁兼容性的相关标准,以及测量的方法、设备和技术要求等。
2.容性设计原则:EMI设计规则还介绍了有关基于电磁兼容(EMI)原则的设计原则,包括设计用于电磁兼容性(EMC)评估的测试方法、设计方法、EMC部件和EMI故障检查。
3.件规范:EMI设计规则还介绍了用于改进EMI部件设计的具体指导方针,包括信号束的特定技术、EMI部件的设计、电缆的连接技术、屏蔽技术、滤波技术等。
4.试技术:最后,EMI设计规则还介绍了测试技术,并介绍了EMI 测试设备的选择、校准程序、EMI测量方法和功能和EMI测试报告的准备等技术要求。
因此,EMI设计规则是用于指导电磁兼容(EMI)设计的行业标准,涵盖了多个方面,包括电磁兼容法规、兼容性设计原则、部件规范以及测试技术等,旨在提高设备的可靠性并防止设备间的电磁干扰(EMI),为制造商和用户提供有效的技术支持。
电子产品设计中的EMC和EMI问题分析
电子产品设计中的EMC和EMI问题分析电子产品设计中的EMC问题和EMI问题是非常重要的考虑因素,其影响着产品的性能和可靠性。
本文将详细分析EMC和EMI问题,并给出相应的解决步骤。
1. 什么是EMC和EMI问题:- EMC (Electromagnetic Compatibility) 是指电子设备在同一环境中能够共存并互不干扰。
- EMI (Electromagnetic Interference) 是指电子设备之间相互干扰,导致其性能下降或者失效。
2. EMC和EMI问题的原因:- 电子设备内部不同电路之间的高频信号干扰。
- 电子设备与外部环境的电磁辐射和电磁感应。
3. EMC和EMI问题的影响:- 降低产品性能和可靠性。
- 对其他设备产生干扰。
4. 解决EMC和EMI问题的步骤:- 设计阶段:a. 选择合适的电磁屏蔽材料,将电磁波传播限制在产品内部。
b. 使用合适的滤波器和降噪电路,减少干扰信号的传播。
c. 合理规划电路板布局,减少高频信号的串扰。
d. 使用地线和功率平面分层布局,减少地回流干扰。
- 材料选择:a. 选择低电阻和高导电性的材料,提高电磁波的屏蔽效果。
b. 选择低电磁散射率和高磁饱和磁导率的材料,减少电磁波的反射和传播。
c. 选择低介电常数和低介电损耗的绝缘材料,减少电磁波的衍射和能量损耗。
- 电路设计:a. 适当地使用滤波器和降噪电路,降低电磁干扰信号的传输。
b. 使用合适的屏蔽技术,将关键的高频信号线缠绕在金属盖板或电磁屏蔽罩中,避免干扰信号泄漏。
- PCB布局设计:a. 避免信号线和功率线平行布局,降低互相的干扰。
b. 合理规划地线和功率平面的布局,减少地回流干扰。
c. 使用地平面和功率平面进行分层布局,减少电磁辐射。
d. 对高频信号线进行合理的阻抗匹配,减少反射和串扰。
- 产品测试:a. 使用专业的EMI测试设备对产品进行测试,确保其符合相关的电磁兼容标准。
b. 测试产品在不同频率下的辐射和传导幅度,找出潜在的干扰源和敏感部件。
EMI电源滤波器设计与测试
EMI电源滤波器设计与测试引言:随着电子设备的广泛应用,电源滤波器的重要性日益突出。
由于电子设备会产生较大的电磁干扰(EMI),这些干扰信号会传播到电源网络中,可能会干扰其他设备的正常运行。
因此,正确设计和测试EMI电源滤波器对于电子设备的稳定运行至关重要。
一、EMI电源滤波器的设计1.确定滤波器的类型:常见的滤波器类型有低通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
根据特定应用的需求,选择合适的滤波器类型。
2.确定滤波器的频率范围:根据所需的高频抑制能力,选择适当的频率范围。
一般来说,电源干扰的频率范围为100kHz至100MHz。
3.确定滤波器的元件:根据所选滤波器类型和频率范围,选择适当的元件。
常见的元件包括电容器、电感器和阻抗。
4.设计滤波器电路:根据所选元件的电感值和电容值,使用传统的电路设计方法设计滤波器电路。
5.进行仿真和优化:使用电路仿真软件,对设计的滤波器电路进行仿真和优化。
通过调整元件值,使得滤波器在所选频率范围内具有最佳的抑制效果。
6.制作和组装滤波器:根据设计的滤波器电路,制作电路板并组装滤波器。
二、EMI电源滤波器的测试完成滤波器设计后,需要进行测试以确保其设计和性能的有效性。
以下是几个常见的EMI电源滤波器测试方法:1.静态电源测试:在电源线输入端与滤波器间,使用功率分配器和示波器测试静态电源特性。
测试过程中,记录电源线的电压和电流波形,评估滤波器阻尼和节能能力。
2.功率线谐波测试:使用功率线谐波测量仪器,测试滤波器是否能够有效抑制功率线谐波干扰信号。
测试过程中,记录功率线的谐波波形,并与滤波器前后的谐波波形进行比较。
3.射频干扰测试:使用射频信号发生器和射频频谱分析仪,测试滤波器是否能够有效抑制射频干扰信号。
测试过程中,调整射频信号的频率和幅度,记录射频信号在滤波器前后的幅度和频谱。
4.整体性能测试:测试滤波器的整体性能,包括频率响应、损耗和抑制能力等。
测试过程中,使用信号发生器和示波器记录输入和输出信号,并计算滤波器的传递函数、损耗和抑制程度。
emi设计要点
电磁干扰(EMI)设计要点主要包括以下几个方面:
1.滤波:在电源输入端加装滤波器,以减少电磁干扰的发射和传导。
滤波器由电感器和电容器组成
的元件,它能允许某一部分频率的信号通过,而阻止另一部分频率的信号。
2.屏蔽:通过屏蔽技术减少电磁波的辐射和干扰,采用导电或导磁材料对干扰源进行包围,限制其
电磁场向外扩散,或利用屏蔽体反射、吸收或引导电磁波,使外来电磁能量在屏蔽体内部某一区域流动,而不影响屏蔽体以外的区域。
3.接地:良好的接地设计能够减小电子设备间的电磁干扰,同时保证设备的正常运行。
设备的安全
地是保护设备和人身安全的重要措施。
设备的工作地线分为信号地线和功率地线。
4.布局与布线:在电子设备的布局与布线设计中,应尽量减小电磁干扰的影响。
布局方面应考虑将
干扰源与敏感元件进行隔离,避免相互干扰;布线方面应尽量减少线路的长度和弯曲程度,采用双绞线或同轴电缆等传输线,并选择合适的传输介质。
5.电路设计:在电路设计中应考虑电磁兼容性,采取有效的抑制和防护措施。
例如,采用适当的去
耦措施、选用低噪声的电子元件、优化电路设计等。
6.测试与评估:在设计完成后,应对电子设备进行电磁干扰测试和评估,确保其符合相关标准和规
定的要求。
测试包括辐射骚扰、传导骚扰等测试项目,评估则包括对设备性能、可靠性和安全性的评估。
综上所述,EMI设计要点包括滤波、屏蔽、接地、布局与布线、电路设计和测试与评估等方面。
在实际应用中,应根据具体情况选择合适的设计方案,综合考虑各种因素,确保电子设备的电磁兼容性和正常运行。
电路设计EMI问题分析
关键词:电子电路;PCB设计;EMI;抗干扰措施引言经济高速发展的时代,各类电子产品越来越智能先进,给人们生产生活带来了极大的便利。
随着科学技术不断的进步发展,微型高集成电路和智能电子电路等广泛应用,极大地提升了人们的生活品质。
但是,任何电子产品都是在有限空间内,存在时域、空域以及频域复杂的电磁能,再由于设计的缺陷、电子元器件性能衰减或老化以及人为空间环境的变化等因素,使得电磁干扰问题无法从根本上消除,也在一定程度上影响着产品性能的发挥,制约了电子科学信息与技术的发展。
为了尽可能地提升电子产品的性能,维持电子产品工作的稳定状态,很多研究及技术人员从电路电子元器件的材料选择、电路布局与设计、电路可靠接地、软硬件EMI辅助设计及应用方面进行了充分的研究,极大程度上降低了电磁干扰等问题[1]。
1电磁干扰产生原因分析电磁干扰(ElectromagneticInterference,EMI)起源于电磁辐射源,由于各类电子元器件及敏感元器件或者设备相互之间的电信号作用形成了一定的干扰噪声,再通过传导干扰和辐射干扰等多种耦合以及元器件发热效应,叠加了干扰电磁效能。
电磁干扰主要耦合途径为传导干扰,通过电路中各种导线、公共电源线以及接地线等对干扰噪声信号进行叠加放大。
传导干扰噪声频率范围一般在10kHz~30MHz,辐射干扰主要是电子设备内部或外部干扰信号通过空间耦合方式进行传播[2]。
由于电子电路之间存在一定的工作电压和电流,各类电子产品的PCB板通常存在差模和共模噪声干扰信号。
差模噪声主要是由于电子元器件之间快速的时变电流(di/dt)作用在工作回路中产生的一种干扰,共模噪声多为容性电路中快速的电压变化率(du/dt)作用在地寄生分布电容上产生的一种干扰。
在电子设备EMI测试时,差模噪声|Ep|和共模噪声|Ec|分别为:式中,|Ip|表示时差模电路中的电流强度;|Ic|表示共模电路中产生的电流强度;f表示电流工作的频率;LS表示环路面积;L表示电缆线路的长度;d表示EMI测试时测量天线到线路的距离。
典型EMI无源滤波器设计分析
用于根据实际干扰源设计EMI滤波器的具体参数。
第四章介绍了滤波器是的高频模型及滤波器高频性能的优化,如果设计滤波器时不考虑滤波器元件的高频性能,则设计的滤波器可能达不到理想的性能。
最后介绍了滤波器的设计步骤并设计了一款具有具体参数的EMI滤波器。
关键词:电磁干扰;EMI滤波器;寄生参数ABSTRACTWith the rapid development of electrical technology,electromagnetic compatibility is a hot issue.It is an indispensable part to solve the problem of electromagnetic interference when suppressing conducted interference.EMI filter,as a common method to solve conducted interference,is of great significance to the research of its design.This article first introduces the causes of electromagnetic interference,including external factors and internal factors of power supply.Then the importance of EMC design of EMI filter is introduced.The second chapter introduces the basic principle of EMI filter as the basis of designing EMI filter.The third chapter introduces the test method of conducted interference and the separation method of interference signal,which is used to design the specific parameters of EMI filter according to the actual interference source.The fourth chapter introduces the high frequency model of the filter and the optimization of the high frequency performance of the filter.If the high frequency performance of the filter element is not considered in the design of the filter,the designed filter may not achieve the ideal performance.Finally,the design steps of the filter are introduced and an EMI filter with specific parameters is designed.Keywords:electromagnetic interference;EMI filter;parasitic parameter目录第一章绪论1.1文献综述 (5)1.2研究内容 (8)1.3本论文的结构安排 (8)第二章电磁干扰及EMI滤波器的介绍2.1电磁兼容基本原理 (8)2.1.1电磁干扰三要素 (8)2.1.2干扰信号产生的原因 (9)2.2EMI滤波器的原理 (11)2.2.1EMI滤波器简介 (13)2.2.2滤波器技术指标 (14)2.2.3滤波器结构选取原则 (14)2.3本章小结 (14)第三章传导干扰的测试与分离3.1传导干扰测试系统 (14)3.2本章小结 (16)第四章EMI滤波器的优化设计4.1无源器件的高频模型 (16)4.2EMI滤波器的优化 (20)4.2.1三端电容器的EMI滤波器 (20)4.2.2高频寄生参数的消除 (21)4.3本章小结 (25)第五章设计步骤5.1计算所需衰减量 (25)5.2滤波器截止频率确定 (25)5.3元件参数设计 (26)5.4寄生参数提取 (28)5.5本章小结 (31)第六章EMI滤波器的设计与实现6.1设计实例 (31)6.2本章小结 (32)第七章结论 (33)参考文献 (33)致谢 (34)第一章绪论1.1文献综述EMC设计技术是当下的热门研究问题,主要有两个方面的原因:一是电气设备的工作频率相较于以前有了很大提高,这将增加电路间的互相影响。
电路板emi设计
电路板emi设计一、什么是电路板EMI设计?电路板EMI(Electromagnetic Interference)设计是指在电路板设计过程中,考虑到电磁干扰的问题,采取相应的措施来减少或避免电磁干扰对其他设备或系统的影响。
二、为什么需要进行电路板EMI设计?1. 法规要求:各国针对电子设备的电磁兼容性都有相关法规和标准,如欧盟CE标准、美国FCC标准等,要求产品在使用过程中不会对其他设备造成干扰。
2. 保证产品质量:如果产品存在较强的EMI问题,可能会导致产品性能下降、寿命缩短等质量问题。
3. 提高市场竞争力:通过进行EMI设计,可以提高产品的稳定性和可靠性,增强市场竞争力。
三、如何进行电路板EMI设计?1. 布局设计:尽可能地将信号线和地线分离,并采用合适的层次布局和分区布局。
同时,在布局时还需考虑到信号传输路径的长度、方向等因素。
2. 组件选择:选择符合EMC要求的元器件,并尽可能地选用抗干扰能力强的元器件。
同时,还需注意元器件的布局和连接方式。
3. 地线设计:地线是电路板EMI设计中最重要的因素之一。
需要确保地线尽可能宽且连续,并且各个部分之间要进行良好的连接。
4. 滤波器设计:在电路板上添加合适的滤波器可以有效地减少EMI问题,如降噪电容、滤波电感等。
5. 接口设计:对于涉及到接口的部分,需要采用合适的防干扰措施,如添加磁珠、使用屏蔽罩等。
6. 仿真测试:在进行实际生产前,需要进行仿真测试,以验证电路板EMI设计的效果是否符合预期。
四、常见的EMI问题及解决方案1. 信号串扰:信号线和地线之间距离过近或者布局不当可能会导致信号串扰。
解决方案包括增加信号线和地线之间距离、采用合适的层次2. 辐射干扰:较高频率的信号可能会通过空气传播而产生辐射干扰。
解决方案包括添加屏蔽罩、采用合适的滤波器等。
3. 接口干扰:接口部分容易受到外部干扰。
解决方案包括添加磁珠、使用屏蔽罩等。
4. 地线问题:地线不良可能会导致信号串扰、辐射干扰等问题。
emi设计规则
emi设计规则EMI设计规则是一套运用于电子元件和电路设计中的电磁兼容性(EMC)设计规则。
它是由电子元件制造商和电路板制造商联合发布的国际标准,旨在提高设备的整体结构和元件的适应性,并使设备具有可靠的电磁兼容性性能。
EMI设计规则的出现,改善了传统的设计规则文件的结构和内容,使电路板设计者更加容易理解这些设计规则,让电路板设计过程变得更加有序和可控。
EMI设计规则主要涉及以下几个内容:(一)抗电磁干扰能力EMI设计规则要求设备的整体结构和电子元件的适应性必须达到一定的要求,以确保设备能够顺利运行,具有一定的抗电磁干扰能力。
(二)抗电磁辐射能力EMI设计规则还需要考虑设备的整体结构和电子元件的适应性,以确保设备具有良好的抗电磁辐射能力。
(三)EMI数字设计EMI设计规则要求将数字信号等传递线与模拟信号相分离,并采用有效的绝缘技术,以避免模拟信号和数字信号的相互影响。
(四)电容器的设计EMI设计规则还要求电路板设计者采用陶瓷电容器,以有效减少变压器和感应器等元件的反馈,同时使它们具有良好的抗电磁干扰能力。
(五)布局EMI设计规则还要求电路板设计者采用有效的布局,并使用合理的材料以满足EMI数字设计要求,这样可以有效减少设备的信号损耗和电磁辐射,提高设备的电磁兼容性能。
EMI设计规则的出现,极大地改善了电路板设计的效率,简化了设计者的工作,并使电路板设计变得更加有序和可控,从而促进了电子元件和电路板设计产业的发展。
此外,EMI设计规则还可以提高设备的电磁兼容性,确保设备能够顺利运行,以满足用户的需求。
EMI设计规则的实施和改进是一个持续的过程。
设计者必须适时掌握新的技术进步和行业标准,以满足EMI设计规则所提出的要求,从而更好地保证设备的可靠性和安全性。
开关电源EMI滤波器原理与设计
contents •开关电源EMI滤波器概述•EMI滤波器的工作原理•EMI滤波器的设计方法•EMI滤波器的制造工艺•EMI滤波器的测试与验证•EMI滤波器的应用与案例分析目录在开关电源中,EMI滤波器对于保护电源免受外部电磁干扰以及防止内部干扰影响其他电路具有重要意义,保证了电源的稳定性和可靠性。
EMI滤波器的定义与重要性EMI滤波器的重要性EMI滤波器定义EMI滤波器的分类EMI滤波器的特点EMI滤波器的分类与特点发展趋势技术挑战EMI滤波器的发展趋势EMI滤波器通常由电感、电容和电阻等元件组成,根据需要还可以加入铁氧体磁珠、二极管等其他元件。
其中,电感和电容的作用是阻止特定频率的电磁波通过,而电阻则可以吸收电磁波的能量。
EMI滤波器的电路设计需要根据开关电源的工作频率、电磁干扰的频率和幅度、以及所需的滤波效果等因素来确定元件的参数和电路结构。
插入损耗共模抑制比频带宽度耐压等级确定滤波器的性能指标包括滤波器的插入损耗、反射损耗、阻抗匹配等指标,根据应用场景和电磁兼容标准来确定。
包括电容器、电感器、电阻器等,根据设计需求来选择适当的元件类型和规格。
根据设计需求和元件参数,设计出满足性能指标的滤波器电路。
利用仿真软件对所设计的滤波器电路进行仿真验证,确保其性能指标符合要求。
将所设计的滤波器电路制作成样品,并进行测试,确保其实际性能符合设计要求。
选择适当的滤波器元件仿真验证制作与测试设计滤波器电路设计流程与步骤确定反射损耗反射损耗是指滤波器对信号的反射量,也是衡量滤波器性能的重要指标之一。
反射损耗的计算方法包括反射系数法和导纳变换法等。
确定插入损耗插入损耗是指滤波器插入前后信号电平的差值,是衡量滤波器性能的重要指标之一。
插入损耗的计算方法包括频域法和时域法等。
阻抗匹配为了使信号能够顺利传输,滤波器需要与信号源和负载阻抗进行匹配。
阻抗匹配的计算方法包括欧姆定律法和奇偶模分析法等。
参数选择与计算例如,设计一个针对某开关电源的EMI滤波器,需要考虑到该开关电源的工作频率、输出电压、输出电流等因素,以及所连接的负载特性和电磁兼容标准等。
EMI分析及设计
电子设备电磁兼容分析及设计技术北京邮电大学继续教育学院电磁兼容研究室吕英华教授TEL: +86 10FAX: +86 10E-Mail: yhlu@电磁兼容授课参考大纲第一节电磁兼容技术基础1. 基本概念2. 电磁兼容与电子新产品开发3. 电磁干扰源及特性4. 电磁兼容一般方法第二节电磁干扰分析方法1. 电磁拓扑分区2. 电磁耦合顺序图3. 电磁干扰作用途径4. 电磁辐射干扰分析5. 传导干扰分析. 电容耦合. 电感耦合. 公共阻抗耦合6. 保证电磁兼容措施第三节电磁兼容技术基础1. 电子设备组装设计概述. 逻辑分区. 器件布局2. 印刷电路板布线设计. 印刷电路板允许噪声分配. 数字信号及设计频率范围. 印制线长度要求. 3-W和20H原则. 镜像对销和隔离技术3. 电子设备及多层印制板接地设计. 多层印制板接地设计原理. 多层印制板接地方式. 多层印制板接地电路. 多层印制板接地隔离技术第四节多层印制板电磁兼容设计关键技术1. 多层印制板电磁兼容设计原则2. 各种净化电容设计. 集成电路元件的电源保证. 电容的自谐振频率. 电容量计算. 开关元件的平滑电容3. 时钟电路设计. 需要考虑的带宽. 阻抗控制. 传输延迟. 容性负载的影响如有你有帮助,请购买下载,谢谢!. 时钟线的终端处理. 时钟电路印制线条的布线方法. 减小时钟电路辐射的方法. 时钟电路引起的串音、保护线安排第五节电子设备的屏蔽与接地设计一、屏蔽与接地原理. 高频接地屏蔽. 低频屏蔽原理. 屏蔽与接地二、电缆屏蔽设计1 屏蔽电缆的屏蔽原理2 电缆屏蔽效果与接地3 电缆成束与空间布局第六节电子设备接口的电磁兼容设计1. I/O电路设计和连接器的电磁兼容特性及正确使用. 连接器接地不当产生的辐射. 连接器的分区和接地. 特殊功能连接器北京邮电大学吕英华5 2005年6月第七节电子设备的结构性辐射1. 共模电流与差模电流. 共模电流与差模电流的概念. 共模电流与差模电流辐射发射特性. 共模电流与差模电流辐射发射的估算2. 设计方法. 共模电流与差模电流转换的原理. Hartin结构分解法第八节防静电设计1. 静电设计基本原理2. 材料防静电性能3. 人体的静电模型4. 防静电硬件设计5. 防静电软件设计第九节系统接地工程1 系统接地原理2 用电系统3 接地规范4 大地电学特性第十节电磁兼容测试常用仪表1 电磁兼容测试与建模2 示波器用于EMI测量3 EMI接收机用于EMI测量4 频谱分析仪用于EMI测量。
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电子设备电磁兼容分析及设计技术北京邮电大学继续教育学院电磁兼容研究室吕英华教授TEL: +86 10 62282664FAX: +86 10 62281116E-Mail: yhlu@1电磁兼容授课参考大纲第一节电磁兼容技术基础1. 基本概念2. 电磁兼容与电子新产品开发3. 电磁干扰源及特性4. 电磁兼容一般方法第二节电磁干扰分析方法1. 电磁拓扑分区2. 电磁耦合顺序图3. 电磁干扰作用途径4. 电磁辐射干扰分析5. 传导干扰分析. 电容耦合. 电感耦合. 公共阻抗耦合6. 保证电磁兼容措施第三节电磁兼容技术基础1. 电子设备组装设计概述. 逻辑分区. 器件布局2. 印刷电路板布线设计. 印刷电路板允许噪声分配. 数字信号及设计频率范围. 印制线长度要求. 3-W和20H原则. 镜像对销和隔离技术3. 电子设备及多层印制板接地设计. 多层印制板接地设计原理. 多层印制板接地方式. 多层印制板接地电路. 多层印制板接地隔离技术第四节多层印制板电磁兼容设计关键技术1. 多层印制板电磁兼容设计原则2. 各种净化电容设计. 集成电路元件的电源保证. 电容的自谐振频率. 电容量计算. 开关元件的平滑电容3. 时钟电路设计. 需要考虑的带宽. 阻抗控制. 传输延迟. 容性负载的影响2. 时钟线的终端处理. 时钟电路印制线条的布线方法. 减小时钟电路辐射的方法. 时钟电路引起的串音、保护线安排第五节电子设备的屏蔽与接地设计一、屏蔽与接地原理. 高频接地屏蔽. 低频屏蔽原理. 屏蔽与接地二、电缆屏蔽设计1 屏蔽电缆的屏蔽原理2 电缆屏蔽效果与接地3 电缆成束与空间布局第六节电子设备接口的电磁兼容设计1. I/O电路设计和连接器的电磁兼容特性及正确使用. 连接器接地不当产生的辐射. 连接器的分区和接地. 特殊功能连接器北京邮电大学吕英华5 2005年6月第七节电子设备的结构性辐射1. 共模电流与差模电流. 共模电流与差模电流的概念. 共模电流与差模电流辐射发射特性. 共模电流与差模电流辐射发射的估算2. 设计方法. 共模电流与差模电流转换的原理. Hartin结构分解法第八节防静电设计1. 静电设计基本原理2. 材料防静电性能3. 人体的静电模型4. 防静电硬件设计5. 防静电软件设计第九节系统接地工程1 系统接地原理2 用电系统3 接地规范4 大地电学特性第十节电磁兼容测试常用仪表1 电磁兼容测试与建模2 示波器用于EMI测量3 EMI接收机用于EMI测量4 频谱分析仪用于EMI测量35 窄带干扰与宽带干扰第一节电磁兼容设计基础一、基本概念二、电子新产品策划基本过程三、影响电子设备的干扰源及特性四、电磁兼容一般方法电子产品开发参考过程电子产品开发参考过程456达到电磁兼容的成本电子战是现代战争的特色n HEMPn HPM 0.01-1μW/ cm2干扰,0.01-1W/ cm2 毁坏芯片, 10-100W/ cm2 永久性损伤, 1000-10000W/ cm2 烧毁n 电子对抗n 电磁弹FCGn ―空爆弹‖的无线电引信7n 无源探测定位, 电磁制导导弹n EMSEC---TEMPEST,特洛伊木马,无线病毒。
电磁寄生1公里,LAN为10公里,海南声音识别—电话窃听n C4I对抗:指挥、控制、通信、计算机和情报89第二节电磁干扰分析方法1.电磁拓扑分区2.电磁耦合顺序图3.电磁干扰作用途径4.电磁辐射干扰分析5.传导干扰分析. 电容耦合. 电感耦合. 公共阻抗耦合6. 保证电磁兼容措施10电磁环境的组成一个简单的电磁干扰模型有三个基本要素:1 存在电磁干扰能源。
2 存在一个受电磁干扰的设备,当电磁干扰超出容许的界限时,被干扰设备性能会发生混乱。
3 在干扰和受干扰设备间存在耦合通道传递电磁能量必须同时具备三个基本要素才会发生电磁干扰。
如果去除了其中之一,就不会发生电磁干扰。
所以,工程师的任务就是要决定哪一个因素是最容易消除的。
一般地说,在设计印制电路板时,消除主要的射频干扰源是最廉价有效的方法(称为电磁抑制)。
干扰源是产生初始波形的主动因素。
印制电路板必须设计成使产生的电磁能量只限于需要的装配部件处。
电子设备的电磁兼容水平包括以下两个性质截然不同的方面:1 电磁发射(EMI):设备传播的电磁干扰有辐射干扰和传导干扰。
2 电磁敏感度或抗扰度(EMS):受影响设备或敏感设备所遭受的伤害效应,包括电磁干扰EMI、静电放电(ESD)和电力过电压(EOS)等形式的伤害。
此外,还要满足特定用户应用环境下的要求。
常见的电磁干扰源及特性²自然界的电磁干扰源:雷电放电、太阳黑子爆发、日辉和地球磁暴等²人为的电磁干扰源:连续干扰源—设备工作时产生的,辐射或传导干扰脉冲干扰源—电磁瞬态过程,有很宽的频谱,向空间辐射间接干扰源—与机械运动有关,如车,船和飞机的壳体与空气中的尘粒、烟尘、雪片等摩擦起电。
接触干扰源—金属的接触面具有复阻抗特性,振动、颠簸、撞击时,接触阻抗是可变的。
外界强辐射场产生感应电流,由于接触阻抗的作用会产二次辐射。
辐射频谱为原辐射频谱加接触阻抗变化的调制,产生附加频率分量。
停止运动时这种干扰便消逝。
典型的人为干扰源及特性点火系统:脉宽1毫微秒到数百毫微秒,30~300 兆赫间的频带内最强,电性干扰可达500微伏/ 米,60~80米输电线系统:0.1到150KHz的范围,辐射干扰的脉冲宽度较大为14KHZ到1GHZ重复频率较低。
电晕放电产生高频振荡,正半周的电晕有较强的放电并伴随着发光。
电感性设备:电动机、电弧焊设备和变压器等设备,不规则的脉冲流,频谱约为10K到1G。
开关器件和继电器:伴随着触点开合着有气体放电和电弧放电。
电弧放电是触点的金属高温汽化形成电流通路,没有气体也产生电弧放电。
电子设备内部的干扰源TTL的开关噪声:开关电流,几十到几吉赫的高频,产生的须状噪声约0.5~1.5伏,宽5-10纳秒。
TTL逻辑元件也极易受影响,2伏20纳秒的噪声就使TTL逻辑器件发生误动作。
动态RAM:DRAM利用电荷存储数位信息,充放电电流的峰值为100MA,频率可达,100MHz,电源线和接地线产生串扰和公共阻抗噪声。
电源和接地:电源投入的过渡过程,负载变化产生快速脉冲电流,经电源和接地通路产生干扰。
振荡器体及变压器:工作时会在周围辐射高频电磁波。
静电放电和I/O端的干扰:经过信号线和连接器,外界的电磁干扰进入电子设备,内部干扰源向外辐射。
北京邮电大学吕英华30 2005年6月保证电磁兼容性²元件、部件级的电磁干扰来源于元件之间的电磁耦合,通常由元器件的分布电气参数决定强弱。
性质属于近区电磁场的作用,用电路的概念建模,有电容、电感耦合或公共阻抗的耦合。
²设备级的电磁干扰与电磁环境,电子设备之间和电子设备内部的电磁耦合有关。
²综合系统和系统级用系统论方法:1、系统的电磁干扰、耦合和敏感性描述,测量和实验。
2、系统电磁兼容建模。
3、确立参数指标。
4、合理组织。
²业务级的电磁兼容:各种组织方法,如无线电管理委员会等。
北京邮电大学吕英华31 2005年6月电磁拓扑分析法n 把一个系统分解为相对简单的有机组成部分n 在电子系统中实现EMC目标的主要技术是在干扰源和敏感设备之间设置屏障:将需要防护的区域用封闭的金属体包围起来,在电磁穿透点加装适当的防护器件。
n 电磁场等强度区的几何分布关系就称为系统的电磁拓扑状态或电磁拓扑图n 等电位面的方法和电力线和磁力线方法n 电磁拓扑图上有电磁能量密度电压、电流、频率和功率等参数。
北京邮电大学吕英华32 2005年6月透入屏蔽外区电缆屏蔽S2VoV1机身屏蔽S12005年6月V2孔缝透入(门,窗等)电路S3V3北京邮电大学吕英华入射EMI能量直接注入点天线33电磁耦合顺序图n 造成当前的电磁拓扑状态的原因及维持系统中不同电磁拓扑状态之间秩序的耦合关系或动态平衡关系,这种分析的过程展开就给出电磁耦合顺序图n 电磁耦合顺序描述的是电磁波传播的过程,耦合的过程。
导行电磁波;交变电磁波。
n 电磁耦合顺序图可以根据基本的传输方程、波动方程、已有的样板研究成果以及基本的电磁过程的模板的分解和迭加的方法进行。
n 电磁耦合顺序图应该标示出相应的耦合参量、传输参量、通道特性、电容、电阻、电感、信号波形、天线增益和方向图等。
北京邮电大学吕英华34 2005年6月设计基本过程把系统分解为相对简单的组成部分1. 功能板2. 背板3.机架与机柜4.器件布局在干扰源和敏感设备之间设置屏障1.金属屏蔽2.滤波器3.接地印制线条4.护沟电磁干扰的出入点(POE)配置防护器件限制EMI经过这些POE进入1.滤波器2.磁环3.垫圈4.共模缓存放大器5.光电配合电磁兼容设计、问题排查性测试,验证达到电磁兼容标准的预测试达到电磁兼容指标的花费最小是设计准则。
北京邮电大学吕英华35 2005年6月电磁干扰作用源分析²干扰三个要素:1、干扰源的大小和特性。
2、电磁干扰作用的途径。
3、设备对电磁干扰的敏感度及防护措施。
r >>²辐射干扰:²远区场²近区场2< rpl产生影响,电和磁的作用是分别进行的,表现为电压和电流。
感应电荷和电流的分布是关键因素²近区辐射场l2pr2 2D2>>lp3米,100兆赫约0.5米电场经耦合电容、磁场经互感2 2D 需要采用全波解l< r <l北京邮电大学吕英华2005年6月3610k1k10010波阻抗2005年6月电场占优区ErH. 1 3r. 1 2非对称场区E . 1r 2H无功近场区. 1r3磁场占优区无功辐射近场区辐射近场区近场区0.1到源点的归一化距离北京邮电大学吕英华平面波区1r E .H实测值. 1r377欧姆转变区远场区10 137辐射发射传播规律电偶极子辐射小电流环辐射孔缝的辐射l 2 2 w P ) ( ( ) p = 40 I m 24 P m高阻抗大电流的电路趋于良好的辐射体;低阻抗线路趋向于成为接收器和转发器。
这种作用取决于线路的自感、互感和电容的大小。
U(wl)90l2北京邮电大学吕英华2005年6月lS 2 w) ( )l22 160p I (2 2m=P =38²电感耦合传导干扰的传播规律导体2Z1 Z22V2C2gZ21²电容耦合导体1C12C V1 1g~²电容耦合V2Q1 导体1C12h1dh1镜象-Q1= jvC 1 12 2V R 12Q2导体2-Q2e2北京邮电大学吕英华= jwM I12005年6月h2h2地面39电容耦合原理C V1 1g~导体1Z1C12Z21北京邮电大学吕英华导体2Z22V 2C2g2005年6月40电感耦合原理导线回路1导线回路2 ~ V1Z21(a)互感耦合示意图北京邮电大学吕英华I1Z1M12V22005年6月Z2241电感耦合与电感耦合的区别+ -~ i=jωC 12V1e =jωM12i1Z21 Z22 Z22 Z21互感耦合时干扰为电动势电容耦合时干扰为电流源北京邮电大学吕英华42 2005年6月区别电感耦合与电感耦合的测量电路VR2 R1将导线两端都接电阻,然后在导线一端的电阻上测量电压,同时减小另一端所接的电阻。