PCB电磁兼容设计 PPT

辐射干扰是指干扰源通过空间，把信号耦合(干 扰)到另一个电网络。
在高速PCB及系统设计中，高频信号线、集成电 路的管脚、各类接插件等都可能成为具有天线特性 的辐射干扰源，能发射电磁波并影响其他系统或本 系统内其他子系统的正常工作。由于传播途径是空 间，解决辐射干扰的方法除前面所讲的滤波之外， 还要对设备进行屏蔽方能有效。
10.1 电磁兼容的基本知识 电磁波作为一种资源，已在0～400GHz宽频范围 内广泛地用于信息技术产品中。伴之而来的电磁干扰 也从低频段到微波波段，无孔不入地辐射或传导至设 备系统以及周围的环境，给设备甚至社会生产活动和 人体健康带来了越来越严重的危害。 10.1.1 电磁兼容及相关概念 设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该 环境中的任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。
传导干扰是指一个电网络信号通过导电介质，耦
合(干扰)到另一个电网络。
比如开空调时，室内的荧光灯会出现瞬间变暗的 现象，这是因为大量电流流向空调，电压急速下降， 利用同_电源的荧光灯受到影响。通常采用的解决方 法是通过去耦来消除传导性干扰，比如给发生源及 被干扰设备的电源线安装滤波器，或者将信号线改 为光纤。
• 高能量、高频率、高密度的发射源增多， 会使系统的辐射加重，干扰信号增强。
• 电磁辐射污染己被世界卫生组织列为必 须严加控制的现代公害之一。据调查， 长期接受高频电磁辐射，会对眼睛、神 经系统、生殖系统、心血管系统、消化 系统及骨组织造成严重的不良影响，甚 至危及生命。
10.1.2 电磁兼容的三要素 电磁兼容的三要素是干扰源、耦合途径、敏感设 备。切断以上任何一项都可解决电磁兼容问题。 解决电磁兼容问题要从以下方面入手研究：电磁 骚扰源，包括其频域和时域特性、产生的机理以及 抑制措施等；电磁骚扰传播特性；敏感设备抗干扰 的能力；电磁兼容性问题的测量方法；系统内及系 统间的电磁兼容性。
• 通常这两种干扰是同时存在的，由于线 路阻抗的不平衡，两种干扰在传输中还 会相互转化，所以情况十分复杂。
总而言之，当设备和导线的长度比波长短时，主要
问题是传导干扰；当它们的尺寸比波长大时，主要问题
是辐射干扰。
3．提高设备抗耦合干扰性能 (1)电路性耦合 针对电路性耦合的电磁兼容设计方法是：
• 电磁环境是由空间、时间和频谱三大要 要素组成的。
• 2.电磁兼容相关概念
• 电磁干扰（EMI）会引起设备、传输通 道或系统性能下降。
• 电子系统受干扰的路径主要是通过电源、 信号线或控制电缆、场渗透，最后经过 天线直接进入；
• 场耦合（其它设备的辐射干扰）， 电子外部耦合到内部场，宽带发射机天线系统， 外部环境场等等。
1．干扰源
传导干扰、空间干扰
2．耦合途径 电磁干扰的传播途径有通过电源线、信号线、地
线、大地等途径传播的“传导干扰’’(Conducted Interference)，也有通过空间直接传播的“空间干 扰”(Radiated Interference)。前者归属于频率较高 的部分(>30MHz)，后者则是较低频的部分 (<30MHz)。
• 电磁噪声（Electromagnetic Noise）是一种明 显不传送信息的时变电磁现象，它可与有用信 号叠加或组合，有时也称为电磁环境。
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
共模干扰(CM)和差模干扰(DM)：共模干扰存在于电 源任何一相线与大地或中线与大地间。共模干扰有时也 称纵模干扰、不对称干扰或接地干扰，是载流导体与大 地之间的干扰。差模干扰存在于电源相线与中线及相线 与相线之间。差模干扰也称常模干扰、横模干扰或对称 干扰，这是载流导体之间的干扰。共模干扰表明干扰是 由辐射或串扰耦合到电路中来的。而差模干扰则表明干 扰是源于同一条电源电路的。
• 电磁骚扰（Electromagnetic Disturbance）是 指任何可能引起设备、装置或系统性能降低或 者对有生命或者无生命物质产生损害作用的电 磁现象。电磁骚扰有下列三种表现表形式：电 磁噪声、无用信号或传播媒介自身的变化。
• 电磁辐射：是以电磁波形式由波源发射到空间 的现象或以电磁波的形式存在于空间的现象。 “电磁辐射”一词的含义有时也可引伸，电磁 感应现象也包含在内。
PCB电磁兼容设计
电磁兼容的英文为Electromagnetic Compatibility， 简称EMC。电磁兼容技术是一门迅速发展的综合性 交叉学科，研究PCB设计中的电场与磁场的兼容性 。
EMC技术涉及的频率范围0~400GHz，研究PCB 设计中的电场与磁场的兼容性 。设备和系统的设计、 研制、生产、使用和维护都要运用EMC技术。
辐射发射有两种基本类型：差模(DM)和共模 (CM)。一般设备的电源线和通信线路，这两根导线 作为往返线路输送电力或信号。
• 干扰电压和电流分为两种：一种是两根 导线分别作为往返线路传输；另一种是 两根导线作去路，地线作返回路传输。 前者就是“差模”，后者是“共模”。
• 干扰信号侵入线路和接地之间，干扰电 流在两条线上各流过二分之一，以地为 公共回路，这种干扰是比较容易消除的。
• 干扰电压和电流分为两种：一种是两根 导线分别作为往返线路传输；另一种是 两根导线作去路，地线作返回路传输。 前者就是“差模”，后者是“共模”。
• 干扰信号侵入线路和接地之间，干扰电 流在两条线上各流过二分之一，以地为 公共回路，这种干扰是比较容易消除的。
• 但在实际电路中，由于两根导线终端与 地线之间的阻抗不平衡，会出现模式的 相互转换。即通过导线传递的一种模式 在终端反射时，使共模信号干扰会转化 为不易消除的串扰干扰。
• 1、设备或系统产生的电磁干扰，不应对周围 造成不能承受的影响；也不应对周围环境造成 不能承受的“污染”；
• 2、设备或系统对来自周围的电磁干扰，应具 有足够的防御能力。
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研究内容：电磁兼容设计、电磁兼容测试、
电磁兼容标准及EMC预测。
• EMC的三要素：干扰源、耦合通路和敏感 体。切断任何一项都可解决电磁兼容问题。