电子产品的抗干扰能力和电磁兼容性要点
电磁兼容知识点总结
电磁兼容知识点总结一、电磁兼容概述电磁兼容(EMC)是指电子设备在电磁环境中正常运行,同时不对其他设备产生干扰的能力。
在现代电子设备中,电磁兼容性已成为一项至关重要的性能指标。
二、电磁兼容性标准与规范为了确保电磁兼容性,各种国际和地区标准与规范应运而生。
其中,最知名的包括国际电工委员会(IEC)的系列,以及美国联邦通信委员会(FCC)的Part 15系列。
这些标准与规范对电子设备的电磁辐射、抗干扰能力和静电放电等指标做出了详细规定。
三、电磁干扰源电磁干扰源多种多样,主要包括电源开关、无线电发射器、雷电等自然干扰源,以及各种电子设备的运行过程产生的干扰。
其中,电源开关是常见的电磁干扰源之一,其产生的谐波电流和电压波动可能对其他设备造成干扰。
四、电磁抗扰度要求为了确保电子设备的正常运行,电磁抗扰度要求应运而生。
这些要求主要包括对静电放电、电快速瞬变脉冲群、浪涌、电压跌落等干扰的抵抗能力。
在设计和生产过程中,应充分考虑这些因素,以确保设备在遭受这些干扰时仍能正常工作。
五、电磁屏蔽与滤波技术为了达到电磁兼容性要求,电磁屏蔽与滤波技术被广泛应用于电子设备中。
电磁屏蔽主要通过金属隔离材料将干扰源与外界隔离,而滤波技术则通过特殊设计的电路或器件,阻止或减弱干扰信号的传播。
这些技术对于提高设备的电磁抗扰度和降低电磁辐射具有重要意义。
六、电磁兼容性测试与认证为了验证电子设备的电磁兼容性,各种测试与认证机构应运而生。
这些机构通过模拟实际工作条件和电磁环境,对电子设备进行严格的测试和认证,以确保其符合相关标准和规范的要求。
获得电磁兼容性认证是电子产品进入市场的重要条件之一。
七、提高电磁兼容性的设计策略在设计阶段,采取一些策略可以提高电子设备的电磁兼容性。
例如,合理布局电路板上的元件和布线,选择合适的滤波器和电容,使用屏蔽材料等。
对于高频电路设计,还应考虑信号的完整性、反射和串扰等问题。
八、结论电磁兼容性是现代电子设备不可或缺的性能指标之一。
如何提高电子产品的抗干扰能力和电磁兼容性.
如何提高電子產品的抗幹擾能力和電磁兼容性在研制帶處理器的電子產品時,如何提高抗幹擾能力和電磁兼容性?1、下面的一些系統要特別注意抗電磁幹擾:(1)微控制器時鐘頻率特別高,總線周期特別快的系統。
(2)系統含有大功率,大電流驅動電路,如產生火花的繼電器,大電流開關等。
(3)含微弱模擬信號電路以及高精度A/D變換電路的系統。
2、為增加系統的抗電磁幹擾能力採取如下措施:(1)選用頻率低的微控制器:選用外時鐘頻率低的微控制器可以有效降低噪聲和提高系統的抗幹擾能力。
同樣頻率的方波和正弦波,方波中的高頻成份比正弦波多得多。
雖然方波的高頻成份的波的幅度,比基波小,但頻率越高越容易發射出成為噪聲源,微控制器產生的最有影響的高頻噪聲大約是時鐘頻率的3倍。
(2)減小信號傳輸中的畸變微控制器主要採用高速CMOS技術制造。
信號輸入端靜態輸入電流在1 A左右,輸入電容10PF左右,輸入阻抗相當高,高速CMOS電路的輸出端都有相當的帶載能力,即相當大的輸出值,將一個門的輸出端通過一段很長線引到輸入阻抗相當高的輸入端,反射問題就很嚴重,它會引起信號畸變,增加系統噪聲。
當Tpd>Tr時,就成了一個傳輸線問題,必須考慮信號反射,阻抗匹配等問題。
信號在印制板上的延遲時間與引線的特性阻抗有關,即與印制線路板材料的介電常數有關。
可以粗略地認為,信號在印制板引線的傳輸速度,約為光速的1/3到1/2之間。
微控制器構成的系統中常用邏輯電話元件的Tr(標準延遲時間)為3到18ns之間。
在印制線路板上,信號通過一個7W的電阻和一段25cm長的引線,線上延遲時間大致在4~20ns之間。
也就是說,信號在印刷線路上的引線越短越好,最長不宜超過25cm。
而且過孔數目也應盡量少,最好不多於2個。
當信號的上升時間快於信號延遲時間,就要按照快電子學處理。
此時要考慮傳輸線的阻抗匹配,對於一塊印刷線路板上的集成塊之間的信號傳輸,要避免出現Td>Trd的情況,印刷線路板越大系統的速度就越不能太快。
电力设备的电磁兼容性与抗干扰设计策略
电力设备的电磁兼容性与抗干扰设计策略引言:随着现代科技的迅猛发展,电力设备在我们的日常生活中起着至关重要的作用。
然而,随之而来的问题是电磁兼容性和抗干扰设计问题,这是电力设备的关键挑战之一。
本文将讨论电磁兼容性的重要性,并提供一些抗干扰设计策略。
一、电磁兼容性的重要性电磁兼容性(EMC)是指一个电子设备在电磁环境中与其他设备协调工作的能力,也包括设备自身不会对其他设备造成电磁干扰。
良好的EMC设计可以确保设备在正常工作时不会干扰其他设备或受到其他设备的干扰。
这对于维持电力系统的稳定运行至关重要。
1. 电磁辐射与电磁感受EMC问题分为两个方面:电磁辐射和电磁感受。
电磁辐射是设备发出的电磁能量,可能对其他设备造成干扰,而电磁感受则是设备对外界电磁干扰的敏感性。
EMC设计需要考虑如何降低辐射并提高设备的抗干扰能力。
2. EMC对电力系统的影响电力设备是电力系统的核心组成部分,它们的正常运行对于电力系统的稳定性和安全性至关重要。
如果电磁兼容性不佳,设备可能会干扰其他设备的运行,造成电力系统故障和停机,对生活和生产造成不便。
二、抗干扰设计策略为了提高电磁兼容性并降低干扰,以下是一些常用的抗干扰设计策略。
1. 圆整地线布置良好的地线布置可以降低电路中的干扰电压和电流。
通过合理设计地线回路,可以减少回路的感应耦合,提高设备的抗干扰能力。
2. 滤波器的使用滤波器是常用的抗干扰器件,可以阻止高频信号进入设备或离开设备。
在电力设备的输入和输出端口上安装滤波器可以有效地减少干扰。
3. 屏蔽设计屏蔽是抑制电磁辐射和减弱电磁感受的有效手段。
通过在关键部件或电路附近添加屏蔽材料,可以阻止电磁波的传播和散射,减少干扰。
4. 系统级抗干扰设计除了在单个设备上实施抗干扰设计外,还可以通过系统级设计来提高电磁兼容性。
比如,通过优化电力系统的布局,减少设备之间的相互干扰。
三、示例:电力变压器的EMC设计作为电力系统的核心设备之一,电力变压器的EMC设计尤为重要。
如何提高异步电机的电磁兼容性和抗干扰能力
如何提高异步电机的电磁兼容性和抗干扰能力在现代工业和生活中,异步电机被广泛应用于各种领域,如机械制造、电力系统、交通运输等。
然而,随着电子设备的日益普及和电磁环境的日益复杂,异步电机面临着越来越严重的电磁兼容性(EMC)和抗干扰问题。
这些问题可能导致电机运行不稳定、性能下降,甚至出现故障,影响整个系统的正常运行。
因此,提高异步电机的电磁兼容性和抗干扰能力具有重要的现实意义。
一、电磁兼容性和抗干扰能力的基本概念电磁兼容性是指设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。
对于异步电机来说,电磁兼容性主要包括两个方面:一是电机自身产生的电磁骚扰不能超过规定的限值,以免对周围的电子设备造成干扰;二是电机能够在周围存在电磁骚扰的环境中正常工作,不受干扰影响。
抗干扰能力则是指电机抵抗外界电磁干扰的能力,使电机在受到干扰时仍能保持稳定的运行性能。
二、异步电机电磁骚扰的产生原因异步电机在运行过程中会产生多种电磁骚扰,主要包括以下几个方面:1、电源谐波由于电源质量不佳,如存在谐波成分,会导致电机电流和电压发生畸变,从而产生电磁骚扰。
2、电机绕组的电磁辐射电机绕组中的电流变化会产生磁场,磁场的变化又会产生电场,从而形成电磁辐射。
3、换向火花在电机的换向过程中,可能会产生火花,从而产生高频电磁骚扰。
4、机械振动电机运行时的机械振动可能会导致电机内部的部件之间产生摩擦和碰撞,从而产生电磁噪声。
三、提高异步电机电磁兼容性和抗干扰能力的措施1、优化电机设计(1)合理选择电机的极数和槽数通过优化电机的极数和槽数,可以减少电机绕组中的谐波含量,从而降低电磁骚扰。
(2)改善电机的磁路设计合理设计电机的磁路,减少磁路饱和现象,降低磁场的畸变程度,从而减少电磁辐射。
(3)采用低谐波绕组采用特殊的绕组结构,如正弦绕组、分数槽绕组等,可以有效减少绕组中的谐波含量,提高电机的电磁兼容性。
2、滤波和屏蔽(1)电源滤波在电机的电源输入端安装滤波器,如电感滤波器、电容滤波器或复合滤波器,可以有效滤除电源中的谐波成分,减少电磁骚扰的传入。
电子产品的电磁兼容设计
电子产品的电磁兼容设计随着现代科技的发展,电子产品在我们的生活中扮演着重要的角色,包括手机、电视、电脑等等。
然而,由于电磁辐射等问题,电子产品可能会对我们的健康和其他电子设备产生负面影响。
为了保证电子产品的正常运行,并保护用户的健康与安全,电磁兼容设计变得尤为重要。
本文将详细介绍电磁兼容设计的步骤和要点。
一、了解电磁辐射的基本原理和影响了解电磁辐射的基本原理对于进行电磁兼容设计非常重要。
由于电子产品的工作原理和功率不同,产生的电磁辐射也有所不同。
了解电磁辐射的影响,包括电磁辐射对人体健康的影响以及对其他电子设备的干扰,可以帮助设计人员更好地预防和解决这些问题。
二、合理布局和阻隔屏蔽设计在电磁兼容设计中,合理的布局和阻隔屏蔽设计是关键。
首先,电子产品的各个部件应在设计时合理布局,避免不同部件之间的电磁干扰。
其次,对于电磁辐射强度较高的部件,可以采用屏蔽材料进行包裹,以减少辐射的泄漏。
三、接地和过滤设计电子设备的正确接地是电磁兼容设计中的重要一环。
接地可以有效地降低电磁辐射,保护用户的健康,并减少对其他设备的干扰。
另外,通过使用合适的滤波器,可以降低噪音和杂波的产生,提高产品的抗干扰能力。
四、合适的线路布局和防护措施线路布局的合理性对于电磁兼容设计至关重要。
线路过长或过近可能会导致电磁耦合现象,而过于密集的线路布局可能会增加互相干扰的可能性。
因此,设计人员应合理规划线路的布局,并采取适当的防护措施,如使用屏蔽隔离器、滤波器等。
五、频谱分析和测试最后,频谱分析和测试是电磁兼容设计的必要环节。
通过对电子产品的频谱进行分析和测试,可以检测出可能存在的问题,并及时采取相应的措施进行改进。
频谱分析和测试包括:辐射测试、传导测试和抗干扰能力测试等,以确保产品符合相关标准和规定。
在进行电磁兼容设计时,除了上述的步骤和要点外,还应注意以下几个方面:1. 确保符合相关标准和规定:在进行电磁兼容设计时,必须遵守相关的标准和法规要求,如国际电工委员会(IEC)的国际标准等。
电子设备的电磁兼容性设计要点
电子设备的电磁兼容性设计要点电子设备的电磁兼容性设计是保证设备在电磁环境中正常运行,同时不对其他设备产生干扰的重要考虑因素。
在现代社会中,电子设备的种类和使用频率越来越多,电磁辐射也成为一个日益严重的问题。
因此,合理的电磁兼容性设计对于保障设备的稳定性和电磁环境的整体质量至关重要。
本文将详细介绍电子设备电磁兼容性设计的要点和步骤。
一、电磁兼容性设计的定义和重要性:1. 定义:电磁兼容性设计是指在电磁环境条件下,电子设备能够保持其预期性能和功能的设计方法和措施。
2. 重要性:电磁兼容性设计可以有效防止设备间的相互干扰、提高设备的可靠性和稳定性、降低设备故障率、保障电磁环境的整体质量等。
二、电磁兼容性设计的要点:1. 合理的电磁辐射控制:采取有效的屏蔽设计、减小电磁场强度等防止设备辐射对周围环境的干扰,防止设备辐射对其他设备产生干扰。
2. 有效的电磁抗扰能力设计:增加设备的电磁抗扰能力,使其能够抵御外界电磁场对设备的干扰。
3. 合理的电路布局:避免电路之间的相互干扰,采取合理的电路布局,减少电磁干扰的可能性。
4. 规范的接地设计:合理的接地是保证设备电磁兼容性的重要因素,接地电阻要符合标准,接地点要选择合适位置。
5. 合理的电磁屏蔽设计:电磁屏蔽是有效控制设备辐射的一种重要手段,通过选择合适的材料和结构,减小设备的辐射峰值。
三、电磁兼容性设计的步骤:1. 初步设计阶段:在设备的初步设计阶段,要充分考虑电磁兼容性问题,进行初步的电磁兼容性分析和规划。
2. 电磁兼容性测试:在设备的开发阶段,进行电磁兼容性测试,包括辐射测试和抗扰测试,评估设备的电磁兼容性。
3. 电磁兼容性改进:根据测试结果,进行电磁兼容性改进,包括调整电路布局、增加电磁屏蔽、改进接地设计等。
4. 电磁兼容性验证:进行改进后的设备再次进行电磁兼容性测试,验证改进效果,确保设备达到设计要求。
5. 电磁兼容性管理:在设备投产后,应建立完善的电磁兼容性管理体系,对设备进行定期检测和维护,确保设备的电磁兼容性长期有效。
机械电子工程的电磁兼容性与干扰抑制
机械电子工程的电磁兼容性与干扰抑制引言电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility, EMC)是指在电磁环境中充分发挥电子设备或系统功能,同时不会对周围的电子设备和系统以及电磁环境造成不可接受的干扰或损害。
在现代社会中,电子设备和系统广泛应用于各个领域,如通信、汽车、军事、医疗等。
为确保各种设备能够正常运行并互不干扰,机械电子工程的电磁兼容性与干扰抑制成为了至关重要的问题。
电磁兼容性的基础知识为了了解机械电子工程的电磁兼容性与干扰抑制,首先需要了解一些基础知识。
电磁辐射与传导电磁辐射是指电磁波通过空间传播的过程,包括电磁波产生、传播和接受等过程。
电磁辐射可以分为辐射源辐射和电磁辐射强度两个方面。
辐射源辐射是指电子设备产生的电磁辐射,电磁辐射强度是指电磁辐射的功率密度。
电磁辐射可以通过空间的传播,对周围的电子设备和系统产生干扰。
电磁传导是指电磁波在导体中传播的过程,包括电磁波的传导和耦合等过程。
电磁传导可以通过导体的物理接触或者电磁感应等方式,将电磁干扰传导到其他设备或系统中。
电磁兼容性测试与评估为了确保电子设备或系统具有良好的电磁兼容性,需要进行相应的测试与评估工作。
电磁兼容性测试是指对电子设备或系统进行各种电磁环境条件下的测试,包括辐射测试和传导测试等。
辐射测试一般使用暗室进行,通过测量电子设备或系统的辐射电磁场强度,以评估其对周围设备或系统的干扰程度。
传导测试一般使用传导校准台进行,通过测量电子设备或系统的传导电磁干扰电压或电流,以评估其对其他设备或系统的传导干扰程度。
电磁兼容性评估是指对电子设备或系统进行综合评估,判断其在电磁环境中能否正常工作,并对其潜在的电磁干扰进行评估。
电磁兼容性评估可以通过实验和仿真等方法进行,以提供相应的结论和建议。
电磁干扰与抑制方法在机械电子工程中,电磁干扰是一个必须面对和解决的问题。
为了减少电磁干扰,需要采取相应的抑制方法。
电磁屏蔽电磁屏蔽是一种常用的电磁干扰抑制方法,通过在电子设备或系统周围设置屏蔽体,减少其电磁辐射和传导。
电子设备的电磁兼容性设计要点是什么
电子设备的电磁兼容性设计要点是什么在当今科技飞速发展的时代,电子设备已经成为我们生活和工作中不可或缺的一部分。
从智能手机、电脑到各类家用电器,从工业控制系统到航空航天设备,电子设备的应用无处不在。
然而,随着电子设备的数量不断增加,其工作频率和集成度也越来越高,电磁兼容性问题日益凸显。
电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,简称 EMC)是指电子设备在电磁环境中能够正常工作,且不对该环境中的其他设备产生不可接受的电磁干扰的能力。
为了确保电子设备的正常运行和可靠性,电磁兼容性设计成为了电子设备设计中至关重要的环节。
一、电磁兼容性设计的重要性电子设备在工作时会产生电磁辐射,同时也会受到来自外部的电磁干扰。
如果电磁兼容性设计不合理,可能会导致以下问题:1、设备性能下降电磁干扰可能会影响电子设备的信号传输、数据处理和控制精度,导致设备性能下降,甚至出现故障。
2、数据错误和丢失在数据传输过程中,电磁干扰可能会导致数据错误和丢失,影响设备的正常工作和数据的准确性。
3、缩短设备寿命长期处于电磁干扰环境中的电子设备,其元器件容易受到损害,从而缩短设备的使用寿命。
4、不符合法规标准许多国家和地区都制定了严格的电磁兼容性法规和标准,如果电子设备不符合这些要求,将无法上市销售。
因此,在电子设备的设计阶段,就必须充分考虑电磁兼容性问题,采取有效的设计措施,确保设备在复杂的电磁环境中能够稳定、可靠地工作。
二、电磁兼容性设计的基本原理电磁兼容性设计的基本原理是通过抑制干扰源的发射、切断干扰传播途径以及提高设备的抗干扰能力来实现。
1、抑制干扰源干扰源是产生电磁干扰的源头,常见的干扰源包括电源、时钟电路、数字信号处理器等。
通过优化电路设计、降低工作频率、采用屏蔽措施等方法,可以有效地抑制干扰源的发射。
2、切断干扰传播途径电磁干扰可以通过传导和辐射两种方式传播。
对于传导干扰,可以采用滤波、接地、屏蔽等措施来切断传播途径;对于辐射干扰,可以通过合理布局电路、使用屏蔽罩、减小天线效应等方法来降低辐射强度。
电子产品的电磁兼容性
电子产品的电磁兼容性电子产品在现代生活中扮演着至关重要的角色,其广泛应用于通信、家用电器、工业控制等领域。
然而,随着电子设备的增多和复杂化,电磁兼容性问题也变得日益突出。
本文将深入探讨电子产品的电磁兼容性以及如何提高其兼容性。
一、什么是电磁兼容性电磁兼容性(EMC)是指在电子系统中,各种电子设备和系统在电磁环境中能够正常运行、不产生或收到不可接受的电磁干扰的能力。
电磁兼容性问题主要涉及电磁辐射和电磁感受两个方面。
1. 电磁辐射电磁辐射是指电子设备在工作过程中产生的电磁波会以辐射的形式传播出去,对周围的其他设备和系统产生干扰。
这种辐射可能会导致无线电频道的干扰,影响通信质量甚至导致系统故障。
2. 电磁感受电磁感受是指电子设备对周围电磁环境中的干扰敏感,容易受到其他设备或电磁场的影响而工作不稳定或发生故障。
这种感受可能导致设备性能下降甚至无法正常工作。
二、提高电子产品的电磁兼容性的方法为了提高电子产品的电磁兼容性,以下是一些常用的方法和措施:1. 设计阶段考虑EMC问题在电子产品的设计阶段,应该充分考虑到电磁兼容性问题。
例如,合理设计电路板,避免电路板走线过短或过密,以减少电磁辐射的可能性;采用良好的接地设计,增强电磁屏蔽能力等。
2. 优化电源设计电源是电子设备的重要组成部分,也是电磁兼容性问题的一个关键点。
通过合理设计电源电路,降低电源噪声和谐波,可以减少电磁辐射和提高电磁兼容性。
3. 使用合适的滤波器滤波器在电子系统中起到非常重要的作用,可以滤除噪声和干扰信号,提高电磁兼容性。
根据具体的需求,可以选择使用不同类型的滤波器,如低通滤波器、带通滤波器等。
4. 进行电磁兼容性测试在生产过程中,进行电磁兼容性测试是必不可少的一步。
通过使用专业的测试设备和方法,可以检测电子产品在电磁环境下的性能表现,及时发现潜在的问题并进行优化调整。
5. 加强电磁屏蔽电磁屏蔽是解决电磁兼容性问题的另一种有效手段。
通过在电子设备的外壳或关键部件中采用屏蔽材料,可以有效地隔绝电磁辐射以及减少对外界电磁场的感受。
电子设备的电磁兼容性与抗干扰设计
电子设备的电磁兼容性与抗干扰设计标题:电子设备的电磁兼容性与抗干扰设计引言:电子设备的广泛应用已经深入到我们日常生活的方方面面,但与此同时,电磁兼容性和抗干扰设计也成为逐渐凸显的问题。
本文旨在探讨电子设备的电磁兼容性和抗干扰设计的重要性,并提供详细的步骤以帮助解决这些问题。
一、电磁兼容性的重要性1. 解释电磁兼容性的定义:电磁兼容性是指电子设备在电磁环境中正常工作而不产生或接受不可接受的干扰的能力。
2. 说明电磁兼容性问题可能导致的后果:电磁干扰可能导致设备功能失效,通信中断,甚至危及人身安全等。
二、电磁兼容性设计步骤1. 确定兼容性要求:根据不同应用场景的需求,制定相应的电磁兼容性要求。
2. 进行电磁环境评估:评估设备工作环境的电磁条件,包括频率范围、电磁场强度等指标。
3. 进行电磁干扰源分析:分析可能的干扰源,例如电网、无线通信设备等,以及它们可能产生的干扰类型、电磁波辐射等。
价值可以用数字方式不出现进而判断干扰强度。
4. 进行抗干扰设计:在电路设计中采取相应的措施,包括使用滤波器、屏蔽技术、地线设计等,以减小干扰对设备的影响。
5. 进行抗干扰测试:通过实验室的测试设备,对设备进行电磁兼容性测试,以验证其抗干扰能力。
三、抗干扰设计方法1. 使用滤波器:在输入和输出端口处安装滤波器,能有效地滤除电磁干扰。
2. 采用屏蔽技术:在电路板上使用屏蔽罩、屏蔽壳等措施,阻止干扰信号的进入和辐射出去。
3. 地线设计:合理设计设备的地线,确保地线的连续性和低阻抗,以减少干扰的传导。
4. 设备布局:合理安排设备的布局,避免敏感电子元件和干扰源之间的过近距离。
5. 管理电源线:通过使用稳压器、滤波器等措施,减小电源线上的电磁干扰。
四、解决电磁兼容性问题的重要性1. 提高产品质量和可靠性:通过合理的电磁兼容性设计,可以减少产品因电磁干扰而导致的故障,提高产品的可靠性。
2. 符合相关法规标准:很多国家和地区都有相关的法规标准要求电子设备具备一定的电磁兼容性,合规的设备能够更好地进入市场,提高竞争力。
电子产品中的电磁兼容性与抗干扰设计
电子产品中的电磁兼容性与抗干扰设计电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,EMC)是指电子设备系统在整个电磁环境中相互兼容,即在不干扰彼此的前提下正常地工作。
而抗干扰设计是指通过电路设计、布局规划、屏蔽电磁辐射和抗扰度提高等手段,使电子设备能够在电磁环境干扰下保持其正常功能。
本文将从电磁兼容性的定义、重要性以及抗干扰设计的步骤进行详细阐述。
一、电磁兼容性的定义和重要性1. 电磁兼容性定义:电磁兼容性是指电子设备系统能够共存并互不干扰的能力,即在电磁环境中正常运行而不引起或受到干扰。
2. 电磁兼容性的重要性:a. 保障电子设备的正常工作:良好的电磁兼容性保证了电子设备在复杂电磁环境中的稳定运行,避免了干扰对设备性能的影响。
b. 提高设备的可靠性和品质:通过兼容性测试和抗干扰设计,可以降低设备出现故障的概率,提高设备的可靠性和品质。
c. 符合法律法规和标准要求:各国都有一系列关于电磁兼容性的法规和标准,对设备的干扰电平、抗干扰能力等进行了规定,设备不符合相关要求将无法销售。
二、抗干扰设计的步骤1. 电路设计阶段:a. 分析电路的干扰源:识别主要的电磁辐射源和敏感元件,分析干扰源的特点和工作频率。
b. 选择合适的滤波器:根据干扰源的频率特性选择适当的滤波器,用于抑制电磁辐射或抑制进入设备的电磁干扰。
c. 控制信号线的走向和长度:合理规划信号线的布局,避免信号线过长或过靠近干扰源,减小干扰的可能性。
d. 使用屏蔽材料和隔离技术:在电路布局中使用屏蔽罩、隔离层、屏蔽电源等技术手段,减小电磁辐射和敏感元件对干扰的感应。
2. PCB设计阶段:a. 合理规划布局:根据电路特性和信号走向合理规划PCB板上各个元件的位置,减少干扰源与敏感元件之间的距离。
b. 优化地面平面和电源平面:对地面和电源平面进行规划,减少回流电流和共模干扰,提高电路的抗干扰能力。
c. 控制传输线的长度和走向:合理控制传输线的长度和走向,减少串扰和电磁耦合,提高传输线的抗干扰能力。
电子产品的电磁兼容性和干扰抑制
电子产品的电磁兼容性和干扰抑制电子产品的电磁兼容性和干扰抑制是一个重要的问题,特别是在当今数字化时代,我们周围的环境中充斥着各种各样的电子设备。
在本文中,我将详细介绍电子产品的电磁兼容性和干扰抑制,并提供一些解决方案和步骤。
1. 什么是电磁兼容性和干扰抑制?- 电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,EMC)是指设备在电磁环境条件下,能够以所规定的性能水平正常工作,同时不对其他设备和环境造成无法接受的干扰。
- 干扰抑制是指在设计和使用电子设备时,采取措施来降低或遏制电磁干扰,以确保设备的性能和可靠性。
2. 为什么电磁兼容性和干扰抑制重要?- 电磁兼容性和干扰抑制是保证设备稳定性和可靠性的关键因素。
- 违反电磁兼容性标准可能导致设备故障、数据丢失,甚至对生活环境和人体健康造成危害。
3. 如何提高电磁兼容性和干扰抑制?- 设备设计阶段:a. 合理布局:合理布置电路板,避免信号线过长、交叉,减少母线电流的回路面积。
b. 地线设计:良好的地线设计可有效地降低干扰。
c. 屏蔽设计:使用金属屏蔽和屏蔽罩,减少电磁波的辐射和接收。
d. 滤波电路:添加适当的滤波电路,削弱设备干扰源的辐射和传输。
- 设备制造和使用阶段:a. 接地:设备接地是有效减少干扰的关键,保证设备在使用时能够有效地排除干扰电流。
b. 绝缘:设备的绝缘阻抗要符合标准,以防止电流泄漏和干扰传导。
c. 屏蔽:设备外壳和线缆要选择合适的屏蔽材料,减少电磁波的传输和辐射。
d. 电源管理:使用稳定和过滤合格的电源,减少电源本身带来的干扰。
- 设备维护阶段:a. 定期检查设备:定期检查设备的接地和绝缘状态,确保其正常运行和维护。
b. 环境监测:通过定期监测电磁场水平和设备的电磁辐射情况,及时发现和解决问题。
c. 故障处理:及时处理设备故障,修复或更换故障部件,以保证设备的正常运行和兼容性。
d. 培训和教育:用户和维护人员需要有充分的培训和教育,了解设备的正确使用方法和维护要求。
电路中的电磁兼容性与抗干扰设计
电路中的电磁兼容性与抗干扰设计电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,简称EMC)与抗干扰设计在电路领域中起着至关重要的作用。
电磁兼容性指的是电子设备在工作状态下,能够和其他电子设备以及电磁环境相互协调工作,而不会产生互相干扰或者被干扰的现象。
抗干扰设计则是指在电路设计过程中采取一系列措施,以降低设备受到外界电磁干扰的能力以及设备对其他电子设备造成的干扰。
一、电磁兼容性原理电磁兼容性的实现需要考虑两个方面,即电磁辐射和电磁敏感性。
电磁辐射是指设备在工作时所产生的电磁波通过空间传播,可能对周围的设备产生干扰。
电磁敏感性则是指设备对来自其他设备或者外界电磁场的干扰信号产生的相应。
要保证设备的兼容性,需要在设计过程中考虑这两个方面。
为了满足电磁兼容性的要求,设计师需要进行以下工作:1. 电磁辐射控制:通过合理布局,减少电路中的回路面积,降低电流回路的长度,采用屏蔽技术等方法,控制电磁辐射功率的大小,使其在国际标准规定的范围内。
2. 电磁敏感性控制:通过合理设计,采用屏蔽技术,减少设备对来自外界电磁场的敏感度,降低设备对干扰信号的响应。
3. 地线布局:良好的地线布局能够减少地线串扰,提高系统的抗干扰能力。
这包括合理的地线引出方法,减少地线共振等。
4. 滤波器的应用:在电路中加入滤波器能够减少电源线上的高频干扰,并降低设备的辐射噪声。
5. 屏蔽的使用:采用金属盖、金属屏蔽壳等方法,将设备的敏感部分与外界隔离,减少干扰的传播。
二、抗干扰设计的实施1. 设备的框架结构设计:在设备的设计中,应该合理布局各个电路部分,避免电路之间的相互干扰。
对于敏感部分应该采取隔离措施。
2. 电源线设计:电源线是设备中一个重要的噪声源,合理的电源线设计可以有效降低干扰对设备造成的影响。
包括电源线的滤波、地线的设计等。
3. 地线设计:地线是保证设备安全运行的重要组成部分,合理的地线设计可以降低设备对外部干扰的敏感性,防止干扰信号进入设备。
隔离开关的电磁兼容性和抗干扰能力分析
隔离开关的电磁兼容性和抗干扰能力分析摘要:隔离开关是一种用于控制电气电路的开关设备,具有隔离和断路功能。
在电气设备和系统中应用广泛。
然而,电气设备之间的相互干扰和电磁兼容性问题是隔离开关设计和使用过程中需要解决的重要问题。
本文将对隔离开关的电磁兼容性和抗干扰能力进行深入分析和讨论。
1. 引言隔离开关作为一种用于电气电路控制的开关设备,通常用于隔离和切断电路,保证电气设备的安全运行。
然而,随着电气设备的智能化和数字化程度的提高,越来越多的电子设备和系统被应用在各个领域。
这些设备之间的电磁兼容性和干扰问题愈加突出。
隔离开关的电磁兼容性和抗干扰能力对于设备的稳定性和可靠性有着重要影响。
2. 电磁兼容性的定义和意义电磁兼容性是指电子设备在一定的工作环境和条件下,能正常工作而不产生或接受电磁干扰的能力。
电磁兼容性的提高可以有效避免设备之间的互相干扰和影响,减少系统故障和产品失效的概率。
对于隔离开关而言,电磁兼容性的提高可以有效减少其与其他电气设备之间的干扰,保证电路的正常工作和设备的可靠性。
3. 隔离开关的电磁兼容性分析为了提高隔离开关的电磁兼容性,需要从以下几个方面进行分析和改进:3.1 电磁辐射电磁辐射是指电气设备在工作过程中产生的电磁辐射能量。
隔离开关通过合适的设计和优化可以降低电磁辐射的幅度和频率范围,减少其对其他设备的干扰。
例如,采用合适的屏蔽和滤波措施可以有效减少辐射噪声。
3.2 电磁感应电磁感应是指电气设备在工作过程中受到外部电磁场的影响。
隔离开关通过提高自身的抗干扰能力和屏蔽效果,减少外界电磁场对其的影响。
例如,可以采用合适的材料和结构,增加电磁屏蔽效果,提高隔离开关的抗电磁感应能力。
3.3 地线和接地措施良好的接地系统和地线连接可以有效减少电路中的干扰噪声。
在隔离开关的设计和使用过程中,应特别关注地线和接地措施的设计和实施。
合理的接地系统可以降低电气设备之间的干扰和电磁辐射。
4. 抗干扰能力的分析抗干扰能力是指电气设备在受到外界干扰时能够维持正常工作的能力。
电路中的电磁兼容和抗干扰
电路中的电磁兼容和抗干扰电路中的电磁兼容(EMC)和抗干扰(EMI)是现代电子设备设计和制造中不可忽视的重要因素。
在今天的高频率和高速度通信中,电子设备之间的相互干扰已经成为一个严重的问题。
本文将介绍电磁兼容和抗干扰的概念、原因以及如何有效解决这些问题。
一、概念引言电磁兼容指的是电子设备在同一环境下能够和其他设备无干扰地运行的能力。
而抗干扰则强调了电子设备能够维持正常运行,即使在存在干扰源的情况下也不受影响。
电磁兼容和抗干扰旨在解决电磁干扰对电子设备稳定性和性能的负面影响。
二、电磁干扰的原因电磁干扰主要来源于以下几个方面:1.电源线中的电磁干扰:电源线中的电流波动和高频噪声会通过电源传播到其他电子设备中,引起干扰。
2.无线电干扰:当无线电设备和接收器工作在相近频率时,它们之间可能发生相互干扰。
3.导线间电磁干扰:当导线靠近或交叉时,电流和磁场之间的相互作用可能导致相互干扰。
4.传输线的辐射干扰:在高速传输线(如USB、HDMI等)上,有可能发生电磁泄漏,影响相邻的电子设备。
5.高频设备互相干扰:高频设备之间的相互作用可能导致电磁波的产生和传播,从而造成干扰。
三、电磁兼容和抗干扰的解决方法为了确保设备的正常运行,必须采取一系列措施来提高电磁兼容性和抗干扰能力。
以下是一些有效的方法:1.电磁屏蔽:通过在电子设备外部添加金属屏蔽层,阻挡外界电磁辐射的影响。
2.接地和回线设计:合理的接地设计是保障电子设备正常运行的基础,有效减少电磁干扰。
3.滤波器的应用:在电源线上添加滤波器可以降低电源中的高频噪声,保护设备免受干扰。
4.合理布线和隔离:合理布线可以减少导线间的相互干扰,阻止电磁波的传播。
5.选择合适的组件和设备:选用性能稳定、抗干扰能力强的元器件,降低电磁干扰的产生。
6.EMC测试和认证:在产品设计和生产过程中进行电磁兼容测试和认证,确保产品符合标准。
四、结语电磁兼容和抗干扰是现代电子设备设计和制造中必须关注的问题。
航空电子设备的电磁兼容性与抗干扰技术
航空电子设备的电磁兼容性与抗干扰技术航空电子设备的电磁兼容性与抗干扰技术是航空工程中至关重要的一环。
在现代航空器中,各种电子设备的同时工作需要相互兼容,同时还需要应对外部电磁干扰的挑战。
本文将探讨航空电子设备的电磁兼容性问题,并介绍当前采用的抗干扰技术。
电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,EMC)是指不同电子设备在同一电磁环境下相互协调工作,不产生相互干扰问题的能力。
在航空器中,电磁兼容性至关重要,因为航空器中同时存在众多不同类型、不同频率的电子设备。
如果这些设备之间相互干扰,将导致严重的通信、导航和控制故障,危及航空器的安全。
为确保航空电子设备的电磁兼容性,先进的抗干扰技术被广泛应用。
抗干扰技术旨在提高设备的抗干扰能力,抵御外部电磁干扰的影响。
以下是一些常见的航空电子设备抗干扰技术:1. 屏蔽技术:屏蔽是一种将电子设备与外部环境隔离的方法。
通过添加金属屏蔽罩或屏蔽盖,可以有效地阻止外部电磁场对电子设备的干扰。
航空器中的各种电子设备,如雷达、通信系统和导航设备,通常都采用了屏蔽技术。
2. 地线设计:良好的地线设计是航空电子设备抗干扰的重要因素之一。
合理设置地线可以有效地降低电磁干扰的传导路径,并减少设备受到的干扰。
在航空器中,地线设计要求地线系统的接地电阻尽可能小,并采取合适的布局来减少互相干扰。
3. 滤波器:滤波器是用于减少电磁干扰的器件。
它们通过选择性地阻挡或通过特定频率范围的信号,帮助航空电子设备滤除不需要的干扰信号。
滤波器通常用于各种航空器中的电力线路中,以抑制干扰源的电磁辐射和抵御外部干扰源的入侵。
4. 系统设计:在航空电子设备的设计过程中,系统级的考虑是确保电磁兼容性的重要因素之一。
合理的系统布局、信号传输线路的选取和合适的电源分配,都可以大大提高系统的电磁兼容性。
此外,合理设计的接口和电磁隔离技术,也是重要的抗干扰手段。
随着科技的不断进步,航空电子设备的电磁兼容性与抗干扰技术也在不断发展。
电子产品的抗干扰能力和电磁兼容性要点
如何提升电子产品的抗干扰能力和电磁兼容性在研制带处理器的电子产品时,如何提升抗干扰能力和电磁兼容性?1、下面的一些系统要特别注意抗电磁干扰?⑴ 微控制单元时钟频率特别高,总线周期特别快的系统。
(2)系统含有大功率,大电流驱动电路,如产生火花的继电器,大电流开关等。
(3)含微弱模拟信号电路以及高精度A/D变换电路的系统。
2、为增加系统的抗电磁干扰能力采取如下措施?(1)选用频率低的微控制单元?选用外时钟频率低的微控制单元可以有效降低噪声和提升系统的抗干扰能力。
同样频率的方波和正弦波,方波中的高频成份比正弦波多得多。
虽然方波的高频成份的波的幅度,比基波小,但频率越高越容易发射出成为噪声源,微控制单元产生的最有影响的高频噪声大约是时钟频率的3倍。
(2)减小信号传输中的畸变微控制单元主要采用高速CMOS技术制造。
信号输入端静态输入电流在1mA左右,输入电容10PF左右,输入阻抗相当高,高速CMOS电路的输出端都有相当的带载能力,即相当大的输出值,将一个门的输出端透过一段很长线引到输入阻抗相当高的输入端,反射问题就很严重,它会引起信号畸变,增加系统噪声。
当Tpd〉Tr时,就成了一个传输线问题,必须考虑信号反射,阻抗匹配等问题。
信号在印制板上的延迟时间与引线的特性阻抗有关,即与印制线路板材料的介电常数有关。
可以粗略地认为,信号在印制板引线的传输速度,约为光速的1/3到1/2之间。
微控制单元构成的系统中常用逻辑电话组件的Tr (标准延迟时间)为 3到18ns之间。
在印制线路板上,信号透过一个7W的电阻和一段 25cm长的引线,在线延迟时间大致在4~2Ons之间。
也就是说,信号在印刷线路上的引线越短越好,最长不宜超过25cm。
而且过孔数目也应尽量少,最好不多于2个。
当信号的上升时间快于信号延迟时间,就要按照快电子学处理。
此时要考虑传输线的阻抗匹配,对于一块印刷线路板上的集成块之间的信号传输,要避免出现Td〉Trd的情况,印刷线路板越大系统的速度就越不能太快。
电路设计中的电磁兼容性与抗干扰
电路设计中的电磁兼容性与抗干扰电磁兼容性与抗干扰是电路设计中不可忽视的重要方面之一。
随着科技的不断发展,电子设备正越来越普及,电磁辐射也不可避免地增加了很多。
因此,在电路设计中保证电磁兼容性与抗干扰的能力是至关重要的,这有助于确保电子设备的正常运行,并防止其对周围环境和其他设备造成干扰。
首先,我们来了解一下电磁兼容性的概念。
电磁兼容性指的是电子设备或系统在其电磁环境中能够正常工作,而不会对周围环境造成不可接受的电磁干扰。
在电路设计中,电磁兼容性的考虑主要包括两个方面:一是设备自身的电磁辐射和抗干扰能力,二是设备对外界电磁辐射的敏感性。
而要保证设备的电磁兼容性,需要从物理层面和电路层面进行综合考虑。
在物理层面,我们需要关注电磁辐射和电磁干扰的来源以及如何降低其对设备的影响。
电子设备在工作过程中会产生电磁辐射,主要来自信号传输和电源等部分。
为了减少电磁辐射,可以采取屏蔽措施,例如在关键电路部分周围加上金属屏蔽罩,以减少电磁辐射的泄漏。
此外,还可以优化布线,减少电磁辐射的传输路径,避免信号线和电源线之间的干扰。
对于设备自身的抗干扰能力,可以采用滤波器、继电器和电源隔离等措施来减少外界干扰的影响。
在电路层面,我们着重考虑设计过程中的电磁兼容性。
设计师应该充分了解电磁兼容性的相关标准和规范,例如国际电工委员会(IEC)发布的各项标准。
这些标准提供了指导,帮助设计师评估和改进电路的电磁兼容性。
在电路设计中,需要尽量减少对外界电磁辐射的敏感性,避免在关键电路部分布局上靠近产生较大电磁干扰的部件。
此外,还需要合理选择元器件和材料,尽可能使用低电磁辐射和低敏感性的组件。
然而,电磁兼容性与抗干扰并非一劳永逸的问题。
现代电子设备的复杂性和高频率操作使电磁兼容性的要求变得更加苛刻。
因此,不断更新知识和提高技能是保持电磁兼容性的关键。
设计师应该持续关注新的技术和方法,以适应不断发展的电子设备和电磁环境。
总之,电磁兼容性与抗干扰是电路设计中至关重要的方面。
电磁兼容性与抗干扰技术
电磁兼容性与抗干扰技术电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,简称EMC)是电子与电气工程领域中一个重要的概念。
随着现代电子设备的普及和电磁环境的复杂化,电磁兼容性问题越来越受到关注。
在电子设备的设计和制造过程中,抗干扰技术是确保设备在电磁环境中正常工作的关键。
首先,我们来了解一下电磁兼容性的基本概念。
电磁兼容性是指电子设备在电磁环境中能够正常工作,而不对周围的其他设备和系统造成干扰的能力。
电子设备在工作过程中会产生电磁辐射,并且对外界电磁场也会产生敏感。
如果设备本身的电磁辐射超过了规定的限值,或者设备对外界电磁场的敏感程度过高,就会导致电磁干扰问题,影响设备的正常工作。
因此,电磁兼容性的研究旨在解决电磁干扰问题,保证设备在电磁环境中的稳定运行。
在电磁兼容性的研究中,抗干扰技术是一种重要的手段。
抗干扰技术通过设计和优化电子设备的结构、布局和电路,减少设备产生的电磁辐射,同时提高设备对外界电磁场的抵抗能力,从而达到抑制电磁干扰的目的。
抗干扰技术主要包括电磁屏蔽、滤波和接地技术等。
首先,电磁屏蔽是一种常用的抗干扰技术。
电磁屏蔽通过在电子设备的外壳或关键部件上加上屏蔽材料,阻挡电磁波的传播,减少电磁辐射的泄漏。
常见的屏蔽材料包括金属盖、金属屏蔽罩和电磁屏蔽涂料等。
通过合理设计和布置屏蔽结构,可以有效地降低设备的电磁辐射,并提高设备的抗干扰能力。
其次,滤波技术也是一种常用的抗干扰技术。
滤波技术通过在电子设备的电源线路和信号线路上添加滤波器,削弱或消除电源线和信号线上的高频噪声,减少电磁干扰的传播。
滤波器根据其工作原理可以分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
通过合理选择和配置滤波器,可以有效地降低设备的电磁辐射和对外界电磁场的敏感程度。
最后,接地技术也是抗干扰技术中的重要一环。
接地技术通过合理设计和布置设备的接地系统,将设备的电磁辐射和对外界电磁场的敏感程度降到最低。
计算机硬件设计中的电磁兼容与抗干扰技术
计算机硬件设计中的电磁兼容与抗干扰技术计算机硬件在现代社会中扮演着重要的角色。
然而,随着计算机的普及和应用范围的扩大,电磁兼容性和抗干扰技术变得尤为重要。
本文将介绍计算机硬件设计中的电磁兼容与抗干扰技术,并讨论其在实际应用中的重要性和挑战。
一、电磁兼容性的概念电磁兼容性是指电子设备在共享同一电磁环境下,能够以预定性能有效运行,同时不对周围电子设备和系统产生不可接受的电磁干扰的能力。
电磁干扰可以来自同一设备内的不同电路之间,也可以来自不同设备之间的互相干扰。
要确保设备的电磁兼容性,需要在硬件设计过程中采取特定的技术手段。
二、电磁兼容性设计原则1. 地址布线与接地设计:合理地规划地址布线和接地系统可以有效减小电磁干扰的传播路径,同时最小化共模和差模干扰。
2. 信号综合设计:对于高频信号和时钟信号而言,正确的综合设计可以减小信号的辐射和传输中的信号完整性损失。
3. 功率供应与隔离:稳定可靠的功率供应对于减小设备间的电磁干扰十分重要。
使用合适的电源滤波器和隔离器可以有效减小跨设备间的干扰。
4. 屏蔽设计:在高频设备的设计中,使用屏蔽材料和屏蔽结构可以有效地隔离电磁干扰,防止其对周围设备的干扰。
三、抗干扰技术1. 信号层次:对于复杂的电路板设计来说,将电路板分为不同的层次,可以减小信号间的相互干扰。
高频信号和低频信号可以分别布局在不同的层次上,从而降低交叉干扰的可能。
2. 地平面:在电路板设计中,合理地设计地平面可以减小共模干扰。
地平面的准确布局可以提供良好的信号返回路径,减小信号的辐射。
3. 滤波器:在输入输出端口附近使用滤波器可以帮助减小传导和辐射干扰。
滤波器可以针对特定频段进行设计,去除不需要的干扰信号。
四、电磁兼容性测试与验证为了确保硬件设计的电磁兼容性有效,需要进行一系列的测试和验证。
其中包括:1. 射频电磁干扰测试:通过在设备附近放置不同频率的信号源,观察设备的表现,以验证其在真实环境中的电磁兼容性。
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如何提升电子产品的抗干扰能力和电磁兼容性在研制带处理器的电子产品时,如何提升抗干扰能力和电磁兼容性?1、下面的一些系统要特别注意抗电磁干扰?(1) 微控制单元时钟频率特别高,总线周期特别快的系统。
(2) 系统含有大功率,大电流驱动电路,如产生火花的继电器,大电流开关等。
(3) 含微弱模拟信号电路以及高精度A/D 变换电路的系统。
2、为增加系统的抗电磁干扰能力采取如下措施?(1) 选用频率低的微控制单元?选用外时钟频率低的微控制单元可以有效降低噪声和提升系统的抗干扰能力。
同样频率的方波和正弦波,方波中的高频成份比正弦波多得多。
虽然方波的高频成份的波的幅度,比基波小,但频率越高越容易发射出成为噪声源,微控制单元产生的最有影响的高频噪声大约是时钟频率的3 倍。
(2) 减小信号传输中的畸变微控制单元主要采用高速CMOS 技术制造。
信号输入端静态输入电流在1mA 左右,输入电容10PF 左右,输入阻抗相当高,高速CMOS 电路的输出端都有相当的带载能力,即相当大的输出值,将一个门的输出端透过一段很长线引到输入阻抗相当高的输入端,反射问题就很严重,它会引起信号畸变,增加系统噪声。
当Tpd〉Tr 时,就成了一个传输线问题,必须考虑信号反射,阻抗匹配等问题。
信号在印制板上的延迟时间与引线的特性阻抗有关,即与印制线路板材料的介电常数有关。
可以粗略地认为,信号在印制板引线的传输速度,约为光速的1/3 到1/2 之间。
微控制单元构成的系统中常用逻辑电话组件的Tr(标准延迟时间)为3 到18ns 之间。
在印制线路板上,信号透过一个7W 的电阻和一段25cm 长的引线,在线延迟时间大致在4~20ns 之间。
也就是说,信号在印刷线路上的引线越短越好,最长不宜超过25cm。
而且过孔数目也应尽量少,最好不多于2 个。
当信号的上升时间快于信号延迟时间,就要按照快电子学处理。
此时要考虑传输线的阻抗匹配,对于一块印刷线路板上的集成块之间的信号传输,要避免出现Td〉Trd 的情况,印刷线路板越大系统的速度就越不能太快。
用以下结论归纳印刷线路板设计的一个规则?信号在印刷板上传输,其延迟时间不应大于所用器件的标称延迟时间。
(3) 减小信号线间的交叉干扰?A 点一个上升时间为Tr 的阶跃信号透过引线AB 传向B 端。
信号在AB 在线的延迟时间是Td。
在D 点,由于A 点信号的向前传输,到达B 点后的信号反射和AB 线的延迟,Td 时间以后会感应出一个宽度为Tr 的页脉波信号。
在C 点,由于AB 上信号的传输与反射,会感应出一个宽度为信号在AB 在线的延迟时间的两倍,即2Td 的正脉波信号。
这就是信号间的交叉干扰。
干扰信号的强度与C 点信号的di/at 有关,与线间距离有关。
当两信号线不是很长时,AB 上看到的实际是两个脉波的迭加。
CMOS 工艺制造的微控制由输入阻抗高,噪声高,噪声容限也很高,数字电路是迭加100~200mv 噪声并不影响其工作。
若图中AB 线是一模拟信号,这种干扰就变为不能容忍。
如印刷线路板为四层板,其中有一层是大面积的地,或双面板,信号线的反面是大面积的地时,这种信号间的交叉干扰就会变小。
原因是,大面积的地减小了信号线的特性阻抗,信号在D 端的反射大为减小。
特性阻抗与信号线到地间的介质的介电常数的平方成反比,与介质浓度的自然对数成正比。
若AB 线为一模拟信号,要避免数字电路信号线CD 对AB 的干扰,AB 线下方要有大面积的地,AB 线到CD 线的距离要大于AB 线与地距离的2~3 倍。
可用局部屏蔽地,在有引结的一面引线左右两侧布以地线。
(4) 减小来自电源的噪声电源在向系统提供能源的同时,也将其噪声加到所供电的电源上。
电路中微控制单元的复位线,中断线,以及其他一些控制线最容易受外界噪声的干扰。
电网上的强干扰透过电源进入电路,即使电池供电的系统,电池本身也有高频噪声。
模拟电路中的模拟信号更经受不住来自电源的干扰。
(5) 注意印刷线板与元器件的高频特性在高频情况下,印刷线路板上的引线,过孔,电阻、电容、接插件的分布电感与电容等不可忽略。
电容的分布电感不可忽略,电感的分布电容不可忽略。
电阻产生对高频信号的反射,引线的分布电容会起作用,当长度大于噪声频率相应波长的1/20 时,就产生天线效应,噪声透过引线向外发射。
印刷线路板的过孔大约引起0.6pf 的电容。
一个集成电路本身的封装材料引入2~6pf 电容。
一个线路板上的接插件,有520nH 的分布电感。
一个双列直扦的24 引脚集成电路扦座,引入4~18nH 的分布电感。
这些小的分布参数对于这行较低频率下的微控制单元系统中是可以忽略不计的;而对于高速系统必须予以特别注意。
(6) 组件布置要合理分区组件在印刷线路板上排列的位置要充分考虑抗电磁干扰问题,原则之一是各部件之间的引线要尽量短。
在布局上,要把模拟信号部分,高速数字电路部分,噪声源部分(如继电器,大电流开关等)这三部分合理地分开,使相互间的信号耦合为最小。
G 处理好接地线印刷电路板上,电源线和地线最重要。
克服电磁干扰,最主要的手段就是接地。
对于双面板,地线布置特别讲究,透过采用单点接地法,电源和地是从电源的两端接到印刷线路板上来的,电源一个接点,地一个接点。
印刷线路板上,要有多个返回地线,这些都会聚到回电源的那个接点上,就是所谓单点接地。
所谓模拟地、数字地、大功率器件地开分,是指布线分开,而最后都汇集到这个接地点上来。
与印刷线路板以外的信号相连时,通常采用屏蔽电缆。
对于高频和数字信号,屏蔽电缆两端都接地。
低频模拟信号用的屏蔽电缆,一端接地为好。
对噪声和干扰非常敏感的电路或高频噪声特别严重的电路应该用金属罩屏蔽起来。
(7) 用好去耦电容。
好的高频去耦电容可以去除高到1GHZ 的高频成份。
陶瓷片电容或多层陶瓷电容的高频特性较好。
设计印刷线路板时,每个集成电路的电源,地之间都要加一个去耦电容。
去耦电容有两个作用?一方面是本集成电路的蓄能电容,提供和吸收该集成电路开门关门瞬间的充放电能;另一方面旁路掉该器件的高频噪声。
数字电路中典型的去耦电容为0.1uf 的去耦电容有5nH 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作用,对40MHz 以上的噪声几乎不起作用。
1uf,10uf 电容,并行共振频率在20MHz 以上,去除高频率噪声的效果要好一些。
在电源进入印刷板的地方和一个1uf 或10uf 的去高频电容往往是有利的,即使是用电池供电的系统也需要这种电容。
每10 片左右的集成电路要加一片充放电电容,或称为蓄放电容,电容大小可选10uf。
最好不用电解电容,电解电容是两层溥膜卷起来的,这种卷起来的架构在高频时表现为电感,最好使用胆电容或聚碳酸酝电容。
去耦电容值的选取并不严格,可按C=1/f 计算;即10MHz 取0.1uf,对微控制单元构成的系统,取0.1~0.01uf之间都可以。
3、降低噪声与电磁干扰的一些经验。
(1) 能用低速芯片就不用高速的,高速芯片用在关键地方。
(2) 可用串一个电阻的办法,降低控制电路上下沿跳变速率。
(3) 尽量为继电器等提供某种形式的阻尼。
(4) 使用满足系统要求的最低频率时钟。
(5) 时钟产生器尽量靠近到用该时钟的器件。
石英晶体振荡器外壳要接地。
(6) 用地线将时钟区圈起来,时钟线尽量短。
(7) I/O 驱动电路尽量靠近印刷板边,让其尽快离开印刷板。
对进入印制板的信号要加滤波,从高噪声区来的信号也要加滤波,同时用串终端电阻的办法,减小信号反射。
(8) MCD 无用端要接高,或接地,或定义成输出端,集成电路上该接电源地的端都要接,不要悬空。
(9) 闲置不用的门电路输入端不要悬空,闲置不用的运放正输入端接地,负输入端接输出端。
(10) 印制板尽量使用45 折线而不用90 折线布线以减小高频信号对外的发射与耦合。
(11) 印制板按频率和电流开关特性分区,噪声组件与非噪声组件要距离再远一些。
(12) 单面板和双面板用单点接电源和单点接地、电源线、地线尽量粗,经济是能承受的话用多层板以减小电源,地的容生电感。
(13) 时钟、总线、片选信号要远离I/O 线和接插件。
(14) 模拟电压输入线、参考电压端要尽量远离数字电路信号线,特别是时钟。
(15) 对A/D 类器件,数字部分与模拟部分宁可统一下也不要交叉。
(16) 时钟线垂直于I/O 线比平行I/O 线干扰小,时钟组件引脚远离I/O 电缆。
(17) 组件引脚尽量短,去耦电容引脚尽量短。
(18) 关键的线要尽量粗,并在两边加上保护地。
高速线要短要直。
(19) 对噪声敏感的线不要与大电流,高速开关线平行。
(20) 石英晶体下面以及对噪声敏感的器件下面不要走线。
(21) 弱信号电路,低频电路周遭不要形成电流环路。
(22) 任何信号都不要形成环路,如不可避免,让环路区尽量小。
(23) 每个集成电路一个去耦电容。
每个电解电容边上都要加一个小的高频旁路电容。
(24) 用大容量的钽电容或聚酷电容而不用电解电容作电路充放电储能电容。
使用管状电容时,外壳要接地。