EMC设计规范
EMC设计规范和检查流程
电容值
1.0 μF 0.1 μF 0.01 μF
1000 pF 100 pF 10 pF
电容的谐振频率
通孔插装(0.25引线) 表面贴装(0805)
2.5 MHz
5 MHz
8 MHz
16 MHz
25 MHz
50 MHz
80 MHz
160 MHz
250 MHz
500 MHz
800 MHz
1.6 GHz
2.2.1.2 布线 布线的原则如下: (1)核心优先原则:例如DDR、RAM等核心部分应优先布线,类似信号传输线应提供 专层、电源、地回路。其他次要信号要顾全整体,不可以和关键信号想抵触。 (2)关键信号线优先:电源、模拟小信号、高速信号、时钟信号和同步信号等关键信 号优先布线。 (3)环路最小规则,即信号线与其回路构成的环面积要尽可能小,环面积要尽可能小, 环面积越小,对外的辐射越少,接收外界的干扰也越小。针对这一规则,在地平面分割 时,要考虑到地平面与重要信号走线的分布,防止由于地平面开槽等带来的问题;在双 层板设计中,在为电源留下足够空间的情况下,应该将留下的部分用参考地填充,且增 加一些必要的过孔,将双面信号有效连接起来,对一些关键信号尽量采用地线隔离,对 一些频率较高的设计,需特别考虑其地平面信号回路问题,建议采用多层板为宜。 (4)串扰控制:串扰(CrossTalk)是指PCB上不同网络之间因较长的平行布线引起的 相互干扰,主要是由于平行线间的分布电容和分布电感的作用。克服窜扰的主要措施是: A、加大平行布线的间距,遵循3W规则。B、在平行线间插入接地的隔离线。C、减少 布线层与地平面的距离。 (5)高频信号线尽可能短,并远离其它信号线,中间用地线隔离,以免将信号藕合到 其它线路上加重辐射。 (6)对于时钟线和高频信号线要根据其特性阻抗要求考虑线宽,做到阻抗匹配,避免 加重辐射。 (7)成对出现的差分信号线,一般平行走线,尽量少打过孔,必须打孔时,应两线一 同打孔,以做到阻抗匹配。
硬件EMC设计规范
目录前言 (2)8 电路设计 (3)8.1电源电路 (3)8.1.1电源输入部分的EMC设计 (4)8.1.2电源输出部分的EMC设计 (5)8.1.3电源转换芯片的EMC设计 (7)8.2接口电路 (7)8.2.1 RS485/CAN接口设计 (8)8.2.2 RS232接口设计 (8)8.2.3 USB接口设计 (9)8.2.4 S_VIDEO接口设计 (9)8.2.5 以太网接口设计 (10)8.3 时钟晶体电路 (11)8.3.1 无源晶体 (11)8.3.2 有源震荡器 (11)8.4 面板电路 (12)8.5 数字总线电路 (12)前言本规范的其他系列规范:无与对应的国际标准或其他文件的一致性程度:无规范代替或作废的全部或部分其他文件:无与其他规范或文件的关系:无本规范由工程技术中心提出。
本规范主要起草和解释部门:本规范主要起草人:本规范批准部门:硬件EMC设计规范8 电路设计电路设计中,如按功能划分种类繁多,不胜枚举。
功能电路的设计好坏,在于设计人员的理论知识和实践经验,在此不做讨论。
由于各类认证中,对电磁兼容要求越来越重视,就此需要重点关注的电路设计大致可分为以下几类:8.1电源电路电源电路设计中,功能性设计主要考虑温升和纹波大小。
温升大小由结构散热和效率决定;输出纹波除了采用输出滤波外,输出滤波电容的选取也很关键:大电容一般采用低ESR电容,小电容采用0.1UF和1000pF共用。
电源电路设计中,电磁兼容设计是关键设计。
主要涉及的电磁兼容设计有:传导发射和浪涌。
传导发射设计一般采用输入滤波器方式。
外部采购的滤波器内部电路一般采用下列电路:Cx1和Cx2为X电容,防止差模干扰。
差模干扰大时,可增加其值进行抑制;Cy1和Cy2为Y电容,防止共模干扰。
共模干扰大时,可增加其值进行抑制。
需要注意的是,如自行设计滤波电路,Y电容不可设计在输入端,也不可双端都加Y电容。
浪涌设计一般采用压敏电阻。
EMC设计规范
EMC设计规范1.概述EMC(Electromagnetic Compatibility:电磁兼容)是一种技术,这种技术的目的在于使电气装置或系统在共同的电磁环境条件下,既不受电磁环境的影响,同时也不会给环境以这种影响。
换句话说,就是它不会因为周边的电磁环境而导致性能降低、功能丧失或损坏,也不会在周边环境中产生过量的电磁能量,以致影响周边设备的正常工作。
.对于电力、电子系统设备,EMC包含下面三个方面的含义:1、EMI(Electromagnetic Interference)电磁干扰:即处在一定环境中的设备或系统,在正常运行时,不应产生超过相应标准所要求的电磁能量。
2、EMS(Electromagnetic Susceptibility)电磁敏感度:即处在一定环境中的设备或系统,在正常运行时,设备或系统能承受相应标准规定范围内的电磁能量干扰,或者说设备或系统对于一定范围内的电磁能量不敏感,能按照设计性能保持正常的运行。
3、电磁环境:即系统或设备的工作环境。
即使相同种类的设备也可能运用在不同的电磁环境中,对于应用在不同环境中的设备,对它们的电磁兼容要求也可能是不一样的。
产品EMC设计的目的就是:使产品满足相应EMC标准的要求;使产品满足实际电磁环境的需求;设备或系统内部兼容的要求。
2.使用范围公司开发的所有产品在EMC设计方面,须遵循本规范。
3.EMC设计实现在做产品的EMC设计时,一般从电路设计、PCB设计、结构设计、接地设计等方面来考虑,下面分别从这些方面来进行分析。
3.1.电路设计技术3.1.1.器件选择在产品设计时,选择器件的一些基本要求如下:1、同等条件下,选用沿速率较低的器件有助于产品的EMC性能;2、同等条件下,选择低电平的器件有助于产品的EMC性能,例如,采用低电平的信号总线,产品的辐射发射相对而言就更好控制;3、通常情况下,采用差分信号有利于产品的EMC性能;4、选用信号连接器必须考虑器件的地连接、屏蔽性能等;5、对于某些接口器件,选择时需要考虑它们的防护性能。
LED显示屏EMC基础知识及设计规范
整改前
时钟频率点超标,是因 为排线或其他信号线摆 放靠近AC输入线
整改后
c:DC线与排线分开绑紧。
6. 箱体连接器处接地良好。
此处应该要金属屏蔽壳, 且与外壳相接,网线屏 蔽水晶头才能良好接地
孔缝处理
A、尽量降低缝隙的阻抗(包括减小接触电阻),是减小缝隙泄漏的最佳策略。影响接触电阻 的因素主要有接触面积(接触点数)、接触面的材料(一般较软的材料接触电阻较小)、接触 面上的压力(压力要足以使接触点穿透金属表层氧化层)、接触面的清洁程度、氧化腐蚀等。
在实际工程中,可以通过下面的做法来减小缝隙阻抗。 (1)使用机械加工的手段(如用铣床加工接触表面)增加接触面的平整度,以保证接触良好。 (2)增加两部分之间的紧固件(螺钉、铆钉)的密度,但这个方法仅适合永久性或半永久性
传导干扰: 指通过电源线或信号线把一个电路的信号干扰到另一个电路 辐射干扰: 是指干扰源通过空间把其信号干扰到另一个电路。
EMS ( Electro Magnetic Susceptibility )直译是“电磁敏感度”. 电磁环境不妨碍电子设备/系统的正常运行
各国EMC适用法规(ITE)
EMC
CE欧盟 C-TICK纽澳
内容
EMC基础知识介绍 EMC设计规范
内容
EMC基础知识介绍
●名词解释
1. CE:欧共体(CONFORMITE EUROPEENNE ) : LVD(安规)+ EMC(电磁兼容)
2. ETL:美国电子测试实验室(Electrical Testing Laboratories)的简称 , 只包含安规.
EMC设计规范
电子线路与电磁兼容设计(完整版)现代的电子产品,功能越来越强大,电子线路也越来越复杂,以前在电子线路设计中很少出现的电磁干扰(EMI)和电磁兼容性(EMC)问题,现在反而变成了主要问题,电路设计对设计师的技术水平要求也越来越高。
CAD(计算机辅助设计)在电子线路设计方面的应用,很大程度地拓宽了电路设计师的工作能力,但电磁兼容设计,尽管目前采用了世界上最先进的CAD 技术,还是很难帮得上忙。
电磁兼容设计实际上就是针对电子产品中产生的电磁干扰(Electromagnetic Interference)进行优化设计,使之能成为符合各国或地区电磁兼容性EMC(Electromagnetic Compatibility)标准的产品。
EMC的定义是:在同一电磁环境中,设备能够不因为其它设备的干扰影响正常工作,同时也不对其它设备产生影响工作的干扰。
电磁干扰(Electromagnetic Interference)一般都分为两种,传导干扰和辐射干扰。
传导干扰是指通过导电介质把一个电网络上的信号耦合(干扰)到另一个电网络。
辐射干扰是指干扰源通过空间把其信号耦合(干扰)到另一个电网络。
因此对EMC问题的研究就是对干扰源、耦合途径、敏感设备三者之间关系的研究。
自从电子系统降噪技术在70年代中期出现以来,主要由于美国联邦通讯委员会在1990年和欧盟在1992提出了对商业数码产品的有关规章,这些规章要求各个公司确保它们的产品符合严格的磁化系数和发射准则。
符合这些规章的产品称为具有电磁兼容性EMC(Electromagnetic Compatibility)。
目前全球各地区基本都设置了EMC相应的市场准入认证,用以保护本地区的电磁环境和本土产品的竞争优势。
如:北美的FCC、NEBC认证、欧盟的CE认证、日本的VCCEI认证、澳洲的C-tick人证、台湾的BSMI认证、中国的3C认证等都是进入这些市场的“通行证”。
很多人从事电子线路设计的时候,都是从认识电子元器件开始,但从事电磁兼容设计的时候却无从下手。
EMC硬件设计规范与滤波器使用注意事项
EMC硬件设计规范与滤波器使用注意事项首先,硬件设计应遵循以下规范:1.地址布局:要合理布局电路板的地线和电源线,尽量减小回路面积。
避免共地和共电的干扰。
2.互感耦合:在电源线、信号线以及传输线等需要互相影响的场合,应合理布局线路,减小互感耦合。
3.过渡区域:对于高频信号线和低频信号线的过渡区域,要采取降低电阻、电感和电容等措施,以减小信号的反射和传导。
4.接地设计:地线是减少电磁干扰的关键。
应尽量采用回路式的单点接地,减少接地导线的长度和面积。
5.输入和输出电路:合理设计电源输入和信号输出电路,加入足够的滤波器以降低输入和输出中的干扰。
6.ESD防护:采取必要的静电保护措施,包括芯片级和系统级的保护,以减小带电设备对其他设备的电磁干扰。
7.散热设计:保证电路板和器件的散热性能,防止过热对电磁兼容性造成影响。
在硬件设计中,滤波器的使用是一个重要的注意事项。
滤波器可以有效地阻止特定频率的电磁噪声进入设计电路或者从设计电路中传播出去。
下面是一些滤波器使用的注意事项:1.选择合适的滤波器类型:根据设计的需求选择合适的滤波器类型,如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器或者带阻滤波器等。
2.适当的滤波器参数:根据设计需求和工作频率选择适当的滤波器参数,如截止频率、通带衰减等。
3.合理布局滤波器:滤波器应尽量靠近需要被滤除或保护的电路元件,减少与其他线路的接触和干扰。
4.适当的滤波器连接方式:滤波器可以采用串联或并联的方式连接,也可以采用L型、π型等结构,根据具体的设计需求选择合适的连接方式。
5.合适的滤波器材料:滤波器的材料应具有良好的抗干扰性能,如抗电磁干扰能力强、频率响应范围广等。
6.滤波器的测试和验证:在设计完成后,需要对滤波器进行测试和验证,确保其性能达到设计要求,并且对整个系统的EMC性能没有负面影响。
总之,EMC硬件设计规范与滤波器的使用注意事项是确保电子设备在电磁环境中正常运行的重要措施。
通过遵循规范和正确使用滤波器,可以减少电磁干扰,保证设备的可靠性和稳定性。
emc设计标准
EMC(Electromagnetic Compatibility)设计标准是为了确保电子设备在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中的其他设备造成电磁干扰的一系列规范。
以下是一些常见的EMC 设计标准:
IEC 61000 系列标准:这是国际电工委员会(IEC)制定的一系列EMC 标准,包括IEC 61000-3-2、IEC 61000-3-3 等,涵盖了电磁辐射、抗扰度等方面的要求。
CISPR 系列标准:这是国际无线电干扰特别委员会(CISPR)制定的标准,如CISPR 22、CISPR 32 等,主要关注电磁兼容的发射和抗扰度要求。
EN 55022/55032 标准:这是欧洲的EMC 标准,与IEC 61000 系列标准类似,适用于各类电子设备。
FCC 标准:这是美国联邦通信委员会(FCC)制定的标准,主要针对在美国销售的电子产品的电磁兼容性。
GB/T 17626 系列标准:这是中国国家标准,与IEC 61000 系列标准相对应。
在进行EMC 设计时,需要根据产品的使用环境、市场需求等因素选择合适的标准。
同时,还需要注意产品的电路设计、屏蔽、接地等方面的技术措施,以确保产品满足相关标准的要求。
产品结构设计EMC规范(图文并茂)
产品结构设计EMC规范1.主板屏蔽罩不能有太多没有必要的开口和缝隙。
PASS □NG□解释说明:一个理想的屏蔽屏蔽罩是没有任何开口和缝隙的。
被屏蔽的干扰信号辐射到屏蔽罩的内表面,如果是理想的屏蔽罩干扰信号被100%屏蔽,没有任何泄露。
但如果屏蔽罩的开口和缝隙的长度大于或等于电磁波半波长整数倍时,电磁波的泄漏最大。
对于1GHz(波长为300mm)的干扰信号,缝隙和开口长度小于150mm(半波长)时,1GHz的干扰信号开始被衰减。
如要衰减20DB,则缝隙长度要小于15mm(150mm的1/10,20㏒10=20db。
),如要衰减26Db,则缝隙长度要小于7.5mm(15mm的1/2,20㏒2=6db。
)如要衰减32db,则缝隙长度要小于3.75mm。
一个比较好的屏蔽罩的屏蔽效能都要求达到30—40db。
右图里开口和缝隙都很大,电磁泄露非常大。
2.主板屏蔽罩四边角不能有缝隙,要搭接或铆接良好。
PASS □NG□解释说明:根据上面的分析,屏蔽罩的四边角都不能有缝隙,如右图两个屏蔽罩,左边的是我们公司做的,右边的外公司的产品。
对比两个屏蔽罩的边角,一个是重点考虑边角缝隙,一个是没有考虑边角缝隙。
要想屏蔽罩有良好的屏蔽效能,边角缝隙一定要处理好。
比较两个屏蔽罩的边角缝隙的处理情况。
3.靠DVD机芯碟片出口的屏蔽罩开口不能太大。
PASS □NG□解释说明:机芯碟片出口的屏蔽罩开口太大会导致主板上的噪声、DVD板和机芯上的噪声通过这些比较大的开口辐射出去。
屏蔽罩的制作应该像右图一样只留一个碟片出口。
碟片出口屏蔽罩开口较大。
屏蔽罩只留一个碟片出口,很好的设计。
4.输入输出挡板与屏的屏蔽罩不能有开口、缝隙。
PASS □NG□解释说明:输入输出挡板与主板屏蔽罩一起构成一个完整的屏蔽罩。
输入输出挡板与屏的屏蔽罩存在的开口和缝隙会导致主板上的电磁波泄露,使屏蔽罩的屏蔽效能大大降低。
EMI对策时要在输入输出挡板下垫一个长条的导电泡棉,增加了EMI的对策成本。
电磁兼容与信号完整性设计规范
目录0.修改记录 (3)1.目的 (4)2.适用范围 (4)3.职责 (4)3.1开发工程师 (4)3.2开发管理部 (4)4.工作程序 (4)4.1新增备案 (4)4.2更改程序 (14)4.3通讯协议的调用 (14)4.4通讯协议规范 (14)5.相关文件 (18)6.附件 (19)7.记录 (26)1) (30)1.目的本规范制定目的是为光迅公司内部的硬件系统研发、系统集成以及电磁兼容试验中的电磁兼容(EMC)与信号完整性(SI)的设计与改进实施提供技术参考。
2.适用范围本规范适用于光迅公司所有的硬件研发项目。
3.职责3.1 开发工程师1)2)3)3.2 开发管理部1)2)4.工作程序4.1 基本术语EMC Electromagnetic CompatibilityEMI Electromagnetic InterferenceESD Electrostatic Discharge(待补充)4.2 电磁兼容基本概念E MC 的定义设备在共同的电磁环境中能一起执行各自功能的共存状态。
EMC 模型与抑制方法EMC 设计的层次及主要工作组成抑制措施评定指标传导性耦合辐射性耦合CS 传导敏感度(传导抗扰度)CE 辐射敏感度(辐射抗扰度)RS 传导发射(传导骚扰)RE 辐射发射(辐射骚扰)· 材料特性· 内部封装· 分布参数· 屏蔽· 电源滤波· 印制板布局· 部件布局· 接地4.3 电磁兼容性的要求通信产品类电磁兼容性标准要求电快速瞬变脉冲群试验静电放电试验雷击浪涌试验电磁发射试验敏感度试验(待细化)4.4 电磁屏蔽设计技术(待补充)4.5 互连电缆设计技术互连电缆的接地屏蔽电缆一般分为低频电缆和高频电缆对低频信号电缆屏蔽层应单点接地对屏蔽的电力电缆和高频电缆的屏蔽层至少应在电缆两端接地。
当电缆长度L<0.15λ时,要求单点接地,一般均在输出端接地,不存在接地环路,磁屏蔽效果好,也可在输入端接地;当电缆长度L>0.15λ时,采用多点接地,一般屏蔽层按0.05λ或0.1λ的间隔接地,以降低地线阻抗,减少地电位引起的干扰;对于输入信号电缆的屏蔽层,不能在机壳内接地,只能在机壳的入口处接地,此时的屏蔽层上的外加干扰信号直接在机壳入口处入地,避免屏蔽层上的外加干扰信号带入设备内的信号电路上;对于高输入或高输出阻抗电路,尤其是在高静电环境下,可能需要双层屏蔽的电缆,此时内屏蔽层可以在信号源端接地,外屏蔽层则在负载端接地。
EMC产品设计规范
EMC产品设计规范1.在电磁污染越来越严重、电磁波资源日益枯渴的今天,人们对电子产品的电磁兼容性(EMC)指标越来越重视,在十几项EMC指标中,最重要的也最基本两项是传导干扰与辐射干扰。
2.传导干扰及抑制措施2.1传导干扰的频率大致为100KHZ~30MHZ,而且不同的标准定义的频率范围不一样。
我们国家采用的标准与FCC标准相似。
传导干扰是指干扰信号通过馈电线对市电电网的干扰。
由于绝大部分的电器、仪表都直接与电网相连接,抑制传导干扰意义在于减小这仪表电器对电网的污染,防止干扰信号通过电网这个公共途径对其他电子设备的干扰。
2.2传导干扰是电网上的高频负载引起的,这些负载是高频工作的开关电源、高频信号源、高频加热器等等。
这些负载往往会产生脉冲式的大电流,这些电流通过大的电流环路,产生了一些滤波电路无法滤除的共模噪声,而且噪声中包含了丰富的高次谐波。
2.3抑制传导干扰最常用的方法是在电网馈电回路中插入共模滤波器,共模滤波器(如图1所示)由C1、C2、C3与B1组成,C1为安全标准件,取值在0.047uF~0.47uF之间,耐压为AC250V,薄膜电容,主要是滤除差模噪声。
B1是绕在同一磁路上的两组线圈,电感量在12mH~50mH之间,磁性材料为一般的铁氧体软磁材料。
C2及C3也是安全标准件,取值在1000PF~4700PF之间,耐压为AC250V,陶瓷介质的电容,起到抑制共模噪声的作用。
3.辐射干扰及其抗干扰措施3.1辐射干扰的频率范围为30MH~1GHZ之间,辐射是高频信号源通过布线向空间辐射电磁谐波能量。
这些不受控制的电磁波辐射会影响正常的无线电通信,例如干扰收音机、电视机、无线电话、等设备。
3.2辐射干扰是超高频信号通过布线作为发射天线向外辐射无用电磁能量,因此尽可能缩小可被利用的布线尺寸,就有利于降低辐射干扰。
方法一:净化电源线。
由于电源线是一切信号源的能量供给线,故电源上被污染的可能性最大,并且电源线尺寸大且长,处理不好,辐射就很容易把电源线作为干扰出口通道。
EMC设计规范
(8)高频信号线要远离时钟或晶振走线,如时钟线和高速信号线尽量不要平等走线,确因实际情况需平行走线,应用地线隔开。
16、元器件的位置应按电源电压、数字及模拟电路、速度快慢、电流大小等进行分组,以免相互干扰。根据元器件的位置可以确定印制板连接器各个引脚的安排。所有连接器应安排在印制板的一侧,尽量避免从两侧引出电缆,减少共模辐射。
17、高频滤波电容必须放在每个IC电源的引脚附近,减少对地回路,且要求每个电源引脚放一个高频小电容。
(5)输入输出线应尽可能避免相邻长距离的平等,减少输入输出间的串扰(差分线除外)。
(6)电路板上的滤波器(滤波电路)下方不要有其他无关信号走线。
(7)晶振走线尽可能靠近IC,且在时钟线两边进行包地处理,时钟接地脚与CPU接地脚应同层直接靠近连接,减少晶振接地回路。时钟线的线宽至少10mil,护送地线的线宽至少20 mil。时钟晶振下最好露出地铜皮,增加电容耦合。
(4)输入输出线不要紧靠时钟线或振 荡器线、电源线等电磁热线,也不要紧靠复位线、中断线、控制线等敏感信号线,应尽可能避免相邻长距离的平等,减少输入输出间的串扰(差分线除外)。
(5)信号走线避免“毛剌”、“锐角”、“直角”、“宽度不一致”等情况。
(6)晶振走线尽可能靠近IC,且在时钟线两边进行包地处理,时钟接地脚与CPU接地脚应同层直接靠近连接,减少晶振接地回路。时钟线的线宽至少10mil,护送地线的线宽至少20 mil。
开关电源的布线规则为:
1、所有传送交流信号的引线要尽可能的短而宽。
EMC设计规范
文件编号:电磁兼容(EMC)设计规范电磁兼容的英文解释为Electromagnetic compatibility,简写为EMC。
EMC是所有电子产品在设计时必须考虑的问题。
EMC指标是绝大部分电子产品上市前所需做的认证中必须达到而不容易达到要求的一项指标。
对于手机来说,进入欧洲市场必须做的CE认证,进入美国市场必须做的FCC认证等都对EMC提出了严格的指标要求。
EMC性能的好坏不仅影响电子产品自身的性能优劣,而且还会影响到其他电子设备的正常工作。
在手机的设计中,这种影响尤其明显。
不良的EMC设计会导致手机接收灵敏度变差、听筒有TD干扰噪声、显示屏显示异常、发射信号谐波较大甚至手机工作不稳定经常死机等严重问题;另外,不良的EMC设计有可能会导致手机干扰到其他无线通信设备。
因此,在手机设计前期需要对EMC性能做充分的考虑和评估,在设计和生产过程中要严格按照相关规定执行,以确保EMC指标能达到相关标准。
本文从三个方面对EMC设计进行分析总结,以便大家在具体的项目中能有所借鉴。
一、 EMC的器件选择与原理图设计原理图是所有电子产品设计的源头,原理图设计的好坏直接影响到电子产品的功能实现和性能优劣,其对EMC性能的好坏也有着至关重要的影响。
在原理图设计阶段,针对EMC主要采用“过滤”的原则,即将有用信号和无用信号进行分离,将有用信号引导到需要去的地方,将无用信号阻挡在目的地之外或者引导至“地”。
主要的手段是采用各种形式的滤波电路。
1.1EMC的器件选择 针对EMC设计的常用元器件有滤波电容、磁珠、滤波器等。
滤波电容尽管从滤除高频噪声的角度看,电容的谐振是不希望的,但是电容的谐振并不是总是有害的。
当要滤除的噪声频率确定时,可以通过调整电容的容量,使谐振点刚好落在骚扰频率上。
磁珠 由铁氧体材料做成。
铁氧体材料是铁镁合金或铁镍合金,这种材料具有很高的导磁率,他可以是电感的线圈绕组之间在高频高阻的情况下产生的电容最小。
结构设计规范(EMC)
结构设计规范(EMC)一、简单介绍电磁兼容(Electromagnetic Compatibility , EMC)主要包含两方面的内容:电磁干扰(Electromagnetic interference , EMI);电磁敏感度(Electromagnetic susceptibility , EMS)。
电磁兼容设计基本目的:A 产品内部的电路互相不产生干扰,达到预期的功能。
B 产品产生的电磁干扰强度低于特定的极限值。
C 产品对外界的电磁干扰有一定的抵抗能力。
在整个工程项目中,必须在设计初期开始考虑电磁兼容设计。
一方面,这对整个工程项目是个效费比很高的措施,可以有效避免工程项目因为电磁兼容测试未通过而进行较大修改,产生不必要的成本增加。
另一方面,设计初期可以采取相对较多的措施来满足电磁兼容要求,而后期可采取的措施比较少。
在电磁兼容设计过程中,针对电磁兼容性设计中的重点和关键,分析并预测各种可能发生的电磁兼容问题,并从设计初期就采取各种技术措施,包括电路硬件与结构相结合、电路硬件与软件相结合的技术措施。
电磁兼容设计主要从三个方面进行:电磁干扰源、耦合途径、敏感设备。
耦合途径主要是传导和辐射。
具体在工程措施上,电磁兼容设计可分为:信号设计、线路设计、屏蔽、接地与搭接、滤波、合理布局。
其中与结构关系较大的有:屏蔽、接地与搭接、合理布局。
但这并不代表其他措施与结构设计完全无关,结构设计亦需配合完成其他措施比如滤波。
二、常用测试项目2.1、在电磁兼容性设计中遇到的常用测试项目,从干扰源与被干扰对象角度可分为两类:EMI(电磁发射测试)和EMS(电磁敏感度测试)。
EMI(电磁发射):被测设备为干扰源,测试被测设备对外界发射的电磁干扰水平。
EMS(电磁敏感度):被测设备为被干扰对象,通过测试仪器对其施加干扰,测试其抗干扰能力。
从干扰路径区分,又可分为传导测试与辐射测试两类。
综合起来测试项目可分为四种测试模式:CE-传导发射测试,CS-传导敏感度测试;RE-辐射发射测试,RS-辐射敏感度测试。
结构设计规范(EMC)
结构设计规范(EMC)一、简单介绍电磁兼容(Electromagnetic Compatibility , EMC)主要包含两方面的内容:电磁干扰(Electromagnetic interference , EMI);电磁敏感度(Electromagnetic susceptibility , EMS)。
电磁兼容设计基本目的:A 产品内部的电路互相不产生干扰,达到预期的功能。
B 产品产生的电磁干扰强度低于特定的极限值。
C 产品对外界的电磁干扰有一定的抵抗能力。
在整个工程项目中,必须在设计初期开始考虑电磁兼容设计。
一方面,这对整个工程项目是个效费比很高的措施,可以有效避免工程项目因为电磁兼容测试未通过而进行较大修改,产生不必要的成本增加。
另一方面,设计初期可以采取相对较多的措施来满足电磁兼容要求,而后期可采取的措施比较少。
在电磁兼容设计过程中,针对电磁兼容性设计中的重点和关键,分析并预测各种可能发生的电磁兼容问题,并从设计初期就采取各种技术措施,包括电路硬件与结构相结合、电路硬件与软件相结合的技术措施。
电磁兼容设计主要从三个方面进行:电磁干扰源、耦合途径、敏感设备。
耦合途径主要是传导和辐射。
具体在工程措施上,电磁兼容设计可分为:信号设计、线路设计、屏蔽、接地与搭接、滤波、合理布局。
其中与结构关系较大的有:屏蔽、接地与搭接、合理布局。
但这并不代表其他措施与结构设计完全无关,结构设计亦需配合完成其他措施比如滤波。
二、常用测试项目2.1、在电磁兼容性设计中遇到的常用测试项目,从干扰源与被干扰对象角度可分为两类:EMI(电磁发射测试)和EMS(电磁敏感度测试)。
EMI(电磁发射):被测设备为干扰源,测试被测设备对外界发射的电磁干扰水平。
EMS(电磁敏感度):被测设备为被干扰对象,通过测试仪器对其施加干扰,测试其抗干扰能力。
从干扰路径区分,又可分为传导测试与辐射测试两类。
综合起来测试项目可分为四种测试模式:CE-传导发射测试,CS-传导敏感度测试;RE-辐射发射测试,RS-辐射敏感度测试。
emc设计规范
竭诚为您提供优质文档/双击可除emc设计规范篇一:emc设计规范篇二:emc设计规范印制电路板的电磁兼容性设计规范引言本人结合自己在军队参与的电磁兼容设计工作实践,空军系统关于电子对抗进行的两次培训(雷达系统防雷、电子信息防泄露)及入司后参与706所杨继深主讲的emc培训、701所周开基主讲的emc培训、自己在地方电磁兼容实验室参与emc整改的工作体验、特别是国际ieee委员发表的关于emc有关文章、与地方同行的交流体会,并结合公司的实验情况,对印制电路板的电磁兼容性设计进行了一下小结,希望对印制电路板的设计有所作用。
需要提醒注意的是:总结中只是提供了一些最基础的结论,对具体频率信号的走线长度计算、应考虑的谐波频率、波长、电路板级屏蔽、屏蔽体腔的设计、屏蔽体孔径的大小、数目、进出导线的处理、截止导波管直径、长度的计算及静电防护,雷电防护等知识没有进行描述。
或许有些结论不一定正确,还需各位指正,本人将不胜感谢。
一、元器件布局印刷电路板进行emc设计时,首先要考虑布局,pcb工程师必须和结构工程师、emc工程师一起协调进行,做到两者兼顾,才能达到事半倍。
首先要考虑印刷电路板的结构尺寸大小,考虑如何对器件进行布置。
如果器件分布很散,器件之间的传输线可能会很长,印制线路长,阻抗增加,抗噪声能力下降,成本也会增加。
如果器件分布过于集中,则散热不好,且邻近线条易受耦合、串扰。
因此根据电路的功能单元,对电路的全部元器件进行总体布局。
同时考虑到电磁兼容性、热分布、敏感器件和非敏感器件、i/o接口、复位电路、时钟系统等因素。
一般来说,整体布局时应遵守以下基本原则:1、当线路板上同时存在高、中、低速电路时,应该按逻辑速度分割:布置快速、中速和低速逻辑电路时,高速的器件(快逻辑、时钟振荡器等)应安放在靠近连接器范围内,减少天线效应、低速逻辑和存储器,应安放在远离连接器范围内。
这样对共阻抗耦合、辐射和交扰的减小都是有利的。
EMC十三条设计参考规则
《PCB Layout EMC 设计参考规则》1、 概述经验告诉我们,修改PCB layout 成功解决EMI 的案例很多, PCB 已成为EMI 设计的关键。
总结多年的经验,得出13条经典的设计规则。
希望通过理解和运用13条经典 EMI 规则,并在PCB layout 过程中进行控制,减少PCB 修改次数,提高研发效率。
本规则针对高速数字信号PCB 设计,适用于双面板、四层板及多层板。
2、 EMI 噪声模型差模计算公式:E=1.316×10-14(f 2·A·I)/rf ,差模电流的频率,单位是Hz ; A ,差模电流的环路面积,单位是m 2;I ,差模电流强度,单位是A ;r,观察点到差模电流环路的距离,单位是m。
共模计算公式:E=1.26×10-6(f ·I·l)/rf,共模电流频率,单位是Hz;I,共模电流,单位是A;l,电缆长度,单位是m;r ,测量天线到电缆的距离,单位是m 。
3、抑制共模辐射设计共模辐射是 EMI 最主要的干扰,通常是由于电路板地的“不平整”导致的,或者连接 Cable 线两端地电位的高低差而导致连接线变成辐射天线。
线路板则是由于地阻抗而引起电位高低不平,从而能量由高到低有了辐射的条件。
所以PCB 排版时要特别注意 PCB 地阻抗问题,从而减小其产生的干扰。
减小共模辐射常用的方法:(1)降低地阻抗以减小地电位差;(2)使用去耦电容 ;(3)使用铁氧体磁环 ;(4)使用共模滤波器(电源/信号)3.1 抑制共模辐射的PCB设计①、双面板尽量减少Bottom层走线,保证信号流向的地平面连续,不产生明显的地平面分割;②、四层及多层板应有完整的地网络平面层;③、良好的螺丝孔接地设计,保证螺丝孔与整机的系统地良好接触;④、高速信号的Cable线端的地平面尽量完整并与系统地良好接触,比如增加接地泡棉、增加接地片(建议深入了解整机结构,了解整机接地设计)⑤、保证IC每个供电管脚都有退藕电容设计;⑥、四层板及多层板电源分区四周增加退藕电容,避免电源平面与地平面产生谐振;4、抑制差模辐射设计信号流出至信号流入形成信号环路,每个环路都相当于一个天线,这是差模干扰发生原因,也是PCB 设计中EMI 控制的关键。
电子电路布局的EMC设计准则和示例
电子电路布局的EMC设计准则和示例EMC(Electromagnetic Compatibility,电磁兼容性)是指电子设备在电磁环境中无相互干扰且能正常工作的能力。
在电路设计过程中,EMC设计是非常重要的一环,它能够保证电子设备正常运行,并减少电磁干扰对其他设备的影响。
本文将介绍电子电路布局的EMC设计准则和示例,并详细列举步骤。
一、EMC设计准则:1. 尽量减少回路长度:回路长度越长,电磁波传播的路径就越长,干扰信号的问题会更加严重。
因此,在设计电路布局时要尽量缩短回路长度。
2. 适当使用铺铜:通过合理使用铺铜层来减少回路的阻抗,降低电磁辐射的问题。
同时,铺铜层还可用于建立大地平面,增加电磁屏蔽效果。
3. 保持信号线和电源线的分离:为了避免信号线和电源线之间互相干扰,应尽量将它们分离开来布局。
可以使用不同的铺铜层或间隔来隔离信号线和电源线。
4. 避免信号线和辐射物体的交叉:辐射物体包括传输线、散射线和天线等。
信号线和辐射物体之间的交叉会引起电磁干扰,因此应避免它们的交叉。
5. 采用合适的布局规划:合理规划电路板上各部分的位置,确保信号的传输路径尽可能短,同时也要考虑到布线、阻抗匹配等问题。
6. 控制布线走线:布线走线要遵循短、粗、宽、直的原则,尽可能减小阻抗,降低交叉干扰,提高信号质量。
7. 合理选择元器件:选择合适的元器件对EMC设计非常重要。
应选择与EMC 要求相符的低噪声、低电磁辐射的元器件,并尽量避免使用有明显辐射磁场的元器件。
8. 加强接地设计:良好的接地设计可以提高电磁屏蔽效果,减少电磁辐射。
应在电路设计中充分考虑接地的布局和连接方法,并避免接地线的断开、升高阻抗等问题。
9. 使用滤波器和抑制器:滤波器和抑制器可以有效抑制电磁辐射和吸收噪声,提高电路的抗干扰能力。
在设计电路布局时,可以考虑加入合适的滤波器和抑制器,进一步提高电磁兼容性。
10. 增加屏蔽:对于特别敏感的部件或高频信号,可采用金属屏蔽罩或截获罩等形式进行屏蔽,减少电磁辐射和接收干扰。
EMC设计规范
印制电路板的电磁兼容性设计规范引言本人结合自己在军队参与的电磁兼容设计工作实践,空军系统关于电子对抗进行的两次培训(雷达系统防雷、电子信息防泄露)及入司后参与706所杨继深主讲的EMC培训、701所周开基主讲的EMC培训、自己在地方电磁兼容实验室参与EMC整改的工作体验、特别是国际IEEE委员发表的关于EMC有关文章、与地方同行的交流体会,并结合公司的实验情况,对印制电路板的电磁兼容性设计进行了一下小结,希望对印制电路板的设计有所作用。
需要提醒注意的是:总结中只是提供了一些最基础的结论,对具体频率信号的走线长度计算、应考虑的谐波频率、波长、电路板级屏蔽、屏蔽体腔的设计、屏蔽体孔径的大小、数目、进出导线的处理、截止导波管直径、长度的计算及静电防护,雷电防护等知识没有进行描述。
或许有些结论不一定正确,还需各位指正,本人将不胜感谢。
一、元器件布局印刷电路板进行EMC设计时,首先要考虑布局,PCB工程师必须和结构工程师、EMC工程师一起协调进行,做到两者兼顾,才能达到事半倍。
首先要考虑印刷电路板的结构尺寸大小,考虑如何对器件进行布置。
如果器件分布很散,器件之间的传输线可能会很长,印制线路长,阻抗增加,抗噪声能力下降,成本也会增加。
如果器件分布过于集中,则散热不好,且邻近线条易受耦合、串扰。
因此根据电路的功能单元,对电路的全部元器件进行总体布局。
同时考虑到电磁兼容性、热分布、敏感器件和非敏感器件、I/O接口、复位电路、时钟系统等因素。
一般来说,整体布局时应遵守以下基本原则:1、当线路板上同时存在高、中、低速电路时,应该按逻辑速度分割:布置快速、中速和低速逻辑电路时,高速的器件(快逻辑、时钟振荡器等) 应安放在靠近连接器范围内,减少天线效应、低速逻辑和存储器,应安放在远离连接器范围内。
这样对共阻抗耦合、辐射和交扰的减小都是有利的。
口2、在单面板或双面板中,如果电源线走线很长,应每隔3000mil对地加去耦合电容,电容取值为10uF+1000pF,滤除电源线上高频噪声。
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设计开关电源时防止EMI的措施:1.把噪音电路节点的PCB铜箔面积最大限度地减小;如开关管的漏极、集电极,初次级绕组的节点,等。
2.使输入和输出端远离噪音元件,如变压器线包,变压器磁芯,开关管的散热片,等等。
3. 使噪音元件(如未遮蔽的变压器线包,未遮蔽的变压器磁芯,和开关管,等等)远离外壳边缘,因为在正常操作下外壳边缘很可能靠近外面的接地线。
4. 如果变压器没有使用电场屏蔽,要保持屏蔽体和散热片远离变压器。
5. 尽量减小以下电流环的面积:次级(输出)整流器,初级开关功率器件,栅极(基极)驱动线路,辅助整流器。
6.不要将门极(基极)的驱动返馈环路和初级开关电路或辅助整流电路混在一起。
7.调整优化阻尼电阻值,使它在开关的死区时间里不产生振铃响声。
8. 防止EMI滤波电感饱和。
9.使拐弯节点和次级电路的元件远离初级电路的屏蔽体或者开关管的散热片。
10.保持初级电路的摆动的节点和元件本体远离屏蔽或者散热片。
11.使高频输入的EMI滤波器靠近输入电缆或者连接器端。
12.保持高频输出的EMI滤波器靠近输出电线端子。
13. 使EMI滤波器对面的PCB板的铜箔和元件本体之间保持一定距离。
14.在辅助线圈的整流器的线路上放一些电阻。
15.在磁棒线圈上并联阻尼电阻。
16.在输出RF滤波器两端并联阻尼电阻。
17.在PCB设计时允许放1nF/ 500 V陶瓷电容器或者还可以是一串电阻,跨接在变压器的初级的静端和辅助绕组之间。
18.保持EMI滤波器远离功率变压器;尤其是避免定位在绕包的端部。
19.在PCB面积足够的情况下, 可在PCB上留下放屏蔽绕组用的脚位和放RC阻尼器的位置,RC阻尼器可跨接在屏蔽绕组两端。
20.空间允许的话在开关功率场效应管的漏极和门极之间放一个小径向引线电容器(米勒电容, 10皮法/ 1千伏电容)。
21.空间允许的话放一个小的RC阻尼器在直流输出端。
22. 不要把AC插座与初级开关管的散热片靠在一起开关电源EMI的特点作为工作于开关状态的能量转换装置,开关电源的电压、电流变化率很高,产生的干扰强度较大;干扰源主要集中在功率开关期间以及与之相连的散热器和高平变压器,相对于数字电路干扰源的位置较为清楚;开关频率不高(从几十千赫和数兆赫兹),主要的干扰形式是传导干扰和近场干扰;而印刷线路板 (PCB)走线通常采用手工布线,具有更大的随意性,这增加了PCB分布参数的提取和近场干扰估计的难度。
1MHZ以内----以差模干扰为主,增大X电容就可解决1MHZ---5MHZ---差模共模混合,采用输入端并一系列X电容来滤除差摸干扰并分析出是哪种干扰超标并解决;5M---以上以共摸干扰为主,采用抑制共摸的方法.对于外壳接地的,在地线上用一个磁环绕2圈会对10MHZ以上干扰有较大的衰减(diudiu2006);对于25--30MHZ不过可以采用加大对地Y电容、在变压器外面包铜皮、改变PCB LAYOUT、输出线前面接一个双线并绕的小磁环,最少绕10圈、在输出整流管两端并RC滤波器.30---50MHZ 普遍是MOS管高速开通关断引起,可以用增大MOS驱动电阻,RCD缓冲电路采用1N4007慢管,VCC供电电压用1N4007慢管来解决.100---200MHZ 普遍是输出整流管反向恢复电流引起,可以在整流管上串磁珠100MHz-200MHz之间大部分出于PFC MOSFET及PFC 二极管,现在MOSFET及PFC二极管串磁珠有效果,水平方向基本可以解决问题,但垂直方向就很无奈了开关电源的辐射一般只会影响到100M 以下的频段.也可以在MOS,二极管上加相应吸收回路,但效率会有所降低。
1MHZ 以内----以差模干扰为主1.增大X 电容量;2.添加差模电感;3.小功率电源可采用PI 型滤波器处理(建议靠近变压器的电解电容可选用较大些)。
1MHZ---5MHZ---差模共模混合,采用输入端并联一系列X 电容来滤除差摸干扰并分析出是哪种干扰超标并以解决,1.对于差模干扰超标可调整X 电容量,添加差模电感器,调差模电感量;2.对于共模干扰超标可添加共模电感,选用合理的电感量来抑制;3.也可改变整流二极管特性来处理一对快速二极管如FR107 一对普通整流二极管1N4007。
5M---以上以共摸干扰为主,采用抑制共摸的方法。
对于外壳接地的,在地线上用一个磁环串绕2-3 圈会对10MHZ 以上干扰有较大的衰减作用;可选择紧贴变压器的铁芯粘铜箔, 铜箔闭环.处理后端输出整流管的吸收电路和初级大电路并联电容的大小。
对于20--30MHZ,1.对于一类产品可以采用调整对地Y2 电容量或改变Y2 电容位置;2.调整一二次侧间的Y1 电容位置及参数值;3.在变压器外面包铜箔;变压器最里层加屏蔽层;调整变压器的各绕组的排布。
4.改变PCB LAYOUT;5.输出线前面接一个双线并绕的小共模电感;6.在输出整流管两端并联RC 滤波器且调整合理的参数;7.在变压器与MOSFET 之间加BEAD CORE;8.在变压器的输入电压脚加一个小电容。
9. 可以用增大MOS 驱动电阻.30---50MHZ 普遍是MOS 管高速开通关断引起,1.可以用增大MOS 驱动电阻;2.RCD 缓冲电路采用1N4007 慢管;3.VCC 供电电压用1N4007 慢管来解决;4.或者输出线前端串接一个双线并绕的小共模电感;5.在MOSFET 的D-S 脚并联一个小吸收电路;6.在变压器与MOSFET 之间加BEAD CORE;7.在变压器的输入电压脚加一个小电容;8.PCB 心LAYOUT 时大电解电容,变压器,MOS 构成的电路环尽可能的小;9.变压器,输出二极管,输出平波电解电容构成的电路环尽可能的小。
50---100MHZ 普遍是输出整流管反向恢复电流引起,1.可以在整流管上串磁珠;2.调整输出整流管的吸收电路参数;3.可改变一二次侧跨接Y电容支路的阻抗,如PIN脚处加BEAD CORE或串接适当的电阻;4.也可改变MOSFET,输出整流二极管的本体向空间的辐射(如铁夹卡MOSFET; 铁夹卡DIODE,改变散热器的接地点)。
5.增加屏蔽铜箔抑制向空间辐射.200MHZ 以上开关电源已基本辐射量很小,一般可过EMI 标准。
EMC的分类及标准:EMC(Electromagnetic Compatibility)是电磁兼容,它包括EMI(电磁骚扰)和EMS(电磁抗骚扰)。
EMC定义为: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设备的任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。
EMC整的称呼为电磁兼容。
EMP是指电磁脉冲。
EMC = EMI + EMS EMI : 電磁干擾 EMS : 電磁相容性 (免疫力)EMI可分为传导Conduction及辐射Radiation两部分,Conduction规范一般可分为: FCC Part 15J Class B;CISPR 22(EN55022, EN61000-3-2, EN61000-3-3) Class B;国标IT类(GB9254,GB17625)和AV类(GB13837,GB17625)。
FCC测试频率在450K-30MHz,CISPR 22测试频率在150K--30MHz,Conduction可以用频谱分析仪测试,Radiation则必须到专门的实验室测试。
EN55022为Radiation Test & Conduction Test (传导 & 辐射测试); EN61000-3-2为Harmonic Test (电源谐波测试) ;EN61000-3-3为Flicker Test (电压变动测试)。
CISPR22(Comite Special des Purturbations Radioelectrique)应用于信息技术类装置, 适用于欧洲和亚洲地区;EN55022为欧洲标准,FCC Part 15 (Federal Communications Commission) 适用于美国,EN30220欧洲EMI测试标准,功率辐射测试标准是EN55013频率在30MHZ-300MHz。
EN55011辐射测试标准是:有的频率段要求较高,有的频率段要求较低。
传导 (150KHZ-30MHZ) LISN主要是差模电流, 其共模阻抗为100欧姆(50 + 50); LISN主要是共模电流, 其总的电路阻抗为25欧姆(50 // 50)。
4线 AV 60dB/uV 150KHZ-2MHZ start 9KHZ5线 PEAK 100dB/uV 150KHZ-3MHZ6线 PEAK 100dB/uV 2MHZ-30MHZ7线 QP 70dB/uV 150KHZ-500KHZRadiated (30MHZ-1GHZ): ADD 4N7/250V Y CAP 90dB/uV 30MHZ-300MHZEMI为电磁干扰,EMI是EMC其中的一部分,EMI(Electronic Magnetic Interference) 电磁干扰, EMI包括传导、辐射、电流谐波、电压闪烁等等。
电磁干扰是由干扰源、藕合通道和接收器三部分构成的,通常称作干扰的三要素。
EMI线性正比于电流,电流回路面积以及频率的平方即:EMI = K*I*S*F2。
I是电流,S是回路面积,F是频率,K是与电路板材料和其他因素有关的一个常数。
EMI是指产品的对外电磁干扰。
一般情况下分为 Class A & Class B 两个等级。
Class A为工业等级,Class B 为民用等级。
民用的要比工业的严格,因为工业用的允许辐射稍微大一点。
同样产品在测试EMI中的辐射测试来讲,在30-230MHz下,B类要求产品的辐射限值不能超过40dBm 而A类要求不能超过50dBm(以三米法电波暗室测量为例)相对要宽松的多,一般来说CLASS A是指在EMI测试条件下,无需操作人员介入,设备能按预期持续正常工作,不允许出现低于规定的性能等级的性能降低或功能损失。
EMI是设备正常工作时测它的辐射和传导。
在测试的时候,EMI的辐射和传导在接收机上有两个上限,分别代表Class A和Class B,如果观察的波形超过B的线但是低于A的线,那么产品就是A类的。
EMS是用测试设备对产品干扰,观察产品在干扰下能否正常工作,如果正常工作或不出现超过标准规定的性能下降,为A级。
能自动重启且重启后不出现超过标准规定的性能下降,为B级。
不能自动重启需人为重启为C级,挂掉为D级。
国标有D级的规定,EN只有A,B,C。
EMI在工作頻率的奇数倍是最不好过的。
EMS(Electmmagnetic Suseeptibilkr) 电磁敏感度一般俗称为“电磁免疫力”, 是设备抗外界骚扰干扰之能力,EMI是设备对外的骚扰。