电子产品抗干扰与EMC设计要诀
emc方案
![emc方案](https://img.taocdn.com/s3/m/208ef04cbb1aa8114431b90d6c85ec3a87c28bcd.png)
EMC方案引言EMC(Electromagnetic Compatibility,电磁兼容性)是指电子设备在同一电磁环境下能够正常工作,而不对其它设备和所在环境产生不可接受的电磁干扰。
为了满足EMC要求,需要采取一系列措施来减少电磁辐射和提高设备的抗干扰能力。
本文将介绍一种常见的EMC方案,包括电磁辐射和抗干扰两个方面。
电磁辐射方案PCB设计PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)是电子设备中最主要的电路载体,其布线结构和引线布局往往对电磁辐射产生重要影响。
以下是几个减少电磁辐射的PCB设计技巧:1.地线设计:确保地线足够宽,尽可能覆盖整个PCB,以降低回流电流产生的辐射。
2.电源线设计:在设计中避免使用长而细的电源线,尽量使用短而粗的电源线以减少辐射。
3.信号线走线:要避免信号线和高频信号线共走,避免平行布线,以减少信号线间的耦合和辐射。
屏蔽设计屏蔽设计是一种通过屏蔽结构来隔离电子器件,降低电磁辐射的方法。
以下是几种常见的屏蔽设计方法:1.金属盖层:在PCB上的敏感电路区域加装金属盖层,具有良好的屏蔽效果。
2.金属屏蔽罩:在敏感器件或模块外部设置金属屏蔽罩,可以有效阻挡电磁波的辐射。
3.金属屏蔽网:对于一些需要通风的设备,可以使用金属屏蔽网来保护敏感电路,减少电磁辐射。
抗干扰方案滤波器设计滤波器是一种用于抑制电磁干扰的电路元件。
常见的滤波器包括:1.EMI滤波器:用于抑制电磁干扰,减少电磁辐射和接收外界电磁波的干扰。
2.防雷击滤波器:用于抑制雷击等大电流冲击对设备的干扰。
接地设计良好的接地设计是抗干扰的重要环节。
以下是一些接地设计技巧:1.单点接地:所有电路板和设备都应该通过一个单点接地线连接到地线,确保接地的稳定性。
2.划分地域:将设备分成不同的地域,每个地域内的设备共享一个接地点,减少地线回流电流的干扰。
等效电路分析通过建立等效电路模型,可以分析电磁干扰的传输路径和影响因素。
单片机硬件设计中的EMC兼容性与干扰抑制技术
![单片机硬件设计中的EMC兼容性与干扰抑制技术](https://img.taocdn.com/s3/m/d59e269bac51f01dc281e53a580216fc710a536b.png)
单片机硬件设计中的EMC兼容性与干扰抑制技术单片机硬件设计中的电磁兼容性(EMC)与干扰抑制技术引言在现代电子设备中,单片机(Microcontroller Unit,MCU)起到了至关重要的作用。
单片机的硬件设计必须考虑电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,EMC)和抑制干扰的技术。
本文将介绍单片机硬件设计中的EMC兼容性和干扰抑制技术,包括电磁干扰的来源、EMC设计要求、常用的干扰抑制技术以及正确的布线和接地技巧。
一、电磁干扰的来源电磁干扰可以由各种外部和内部因素引起。
以下是一些常见的电磁干扰来源:1. 射频辐射:包括无线通信、雷达或其他射频电源等设备产生的电磁波。
2. 电源线干扰:来自交流电源线的噪声,如谐波和干扰信号。
3. 开关电源:开关电源高频噪声会通过电源线和地线传播到其他电子设备中。
4. 过电压和静电放电:电气设备的开关、电磁阀等在操作时可能产生过电压和静电放电。
5. 瞬态电压:包括闪电击中电力线、开关电源的瞬态电压等。
二、EMC设计要求为了满足EMC设计要求,单片机硬件设计应考虑以下方面:1. 辐射和传导:抑制电磁辐射和传导干扰,以确保设备不会对其他设备产生干扰。
2. 抗干扰:增强设备的抗干扰能力,使其能够正常工作并受到外部干扰的影响较小。
3. 地址线、数据线和控制线的布局:合理的布局可以减少交叉耦合和串扰,降低电磁干扰。
4. 接地:良好的接地设计可以降低共模噪声和差模噪声,提高设备的抗干扰能力。
5. 输入输出端口的保护:通过使用适当的保护电路来保护单片机的输入输出端口,防止它们受到外部电磁干扰的损坏。
三、干扰抑制技术1. 滤波器:采用适当的滤波器可以抑制进入单片机的高频噪声。
常见的滤波器包括RC滤波器和LC滤波器。
2. 屏蔽:通过在关键部件周围添加屏蔽罩或屏蔽层,可以有效地防止电磁波的干扰。
3. 地线设计:良好的接地设计可以减少回路的回流电流,降低共模噪声,并提高设备的抗干扰能力。
对EMC设计十分重要的电磁干扰分析和抑制措施!
![对EMC设计十分重要的电磁干扰分析和抑制措施!](https://img.taocdn.com/s3/m/9740555958fafab069dc0290.png)
对EMC设计十分重要的电磁干扰分析和抑制措施!
本文分析电子产品中的电磁发射和磁场干扰的产生机理,并介绍了有效抑制和防止干扰的各种技术措施。
电子电气产品在正常工作时,同时向周围空间辐射电磁骚扰,在辐射的骚扰场强往往在某些频率段超过限值将会影响周围电子设备和自身的正常工作。
因此了解超标的原因和电磁发射和磁场干扰的抑制方法,对产品电磁兼容性(EMC)设计十分重要。
1. 电磁发射和磁场干扰的产生机理
1)电磁发射
各种数字电路芯片和高频模拟电路芯片运行过程中,因PCB走线或产品各部分连线的设计不合理而产生天线效应,发出电磁波引起的射频干扰。
当电磁波能量达到一定值时,将会影响周围电子设备和自身的正常工作。
2)磁场干扰
产品内部的电源线和高频工作的电感性元件工作时产生的磁场通过辐射方式干扰产品运行,造成的工作紊乱。
2. 电子产品的电磁发射及其抑制
在电子产品中,数字电路芯片端口信号跳变沿的频率可达数百兆赫兹,有些模拟电路信号频率达到兆赫兹以上,这些数字或模拟信号都可能通过导线传导干扰或向空中辐射干扰,影响电子设备自身并干扰其他电子设备。
抑制电磁发射的基本措施有以下方法。
2.1降低干扰信号的能量
1)在不影响产品整体工作性能的前提下,减小数字信号的跳变速率或降低。
PCBEMC设计规范
![PCBEMC设计规范](https://img.taocdn.com/s3/m/947c3651c381e53a580216fc700abb68a982ad2b.png)
PCBEMC设计标准1. 引言电子产品的设计和制造中,电磁兼容性〔Electromagnetic Compatibility, EMC〕是一个至关重要的考虑因素。
为了保证产品在遇到电磁干扰时的良好表现,必须遵循一定的设计标准。
本文档旨在为PCB〔Printed Circuit Board〕的EMC设计提供详细指南和建议。
2. 设计布局2.1 别离敏感和噪声局部将PCB分为敏感电路局部和噪声电路局部,并合理布局两者之间的间距。
敏感局部应远离噪声产生器,而噪声局部应尽可能靠近电源和地线等有源器件。
2.2 信号地线和电源地线别离为了防止共模干扰,应将信号地线和电源地线别离,并通过独立的连接方式连接到整个电路板。
同时,应确保地线的大小足够宽,以降低电阻和电感。
2.3 阻止信号循环当信号线和地线形成回路时,可能会导致电磁干扰的增加。
在设计过程中,应注意防止信号线和地线之间形成闭环。
2.4 引入绕线在布局中,根据需要引入绕线,以减少过长的信号线和地线。
3. 网络连接3.1 电源线在设计过程中,应注意电源线的布局。
电源线宜短而粗,尽量减小电阻和电感对电磁干扰的影响。
3.2 地线和信号线在PCB布线时,应确保地线和信号线能够平行走向。
相邻的高速信号线和地线应尽可能靠近。
3.3 电源和信号线的层间穿越在层间穿越时,应减小穿越的区域,防止电源和信号线之间形成环状穿越。
4. 高速设计4.1 控制信号的走线在高速信号走线时,应防止普通信号跨越高速信号线。
同时,应保证高速信号线尽量保持匹配和平行走向。
4.2 信号之间的间距在高速信号布局中,应确保相邻信号之间的间距足够,并且防止平行走向。
间距的增加可以减小信号之间的串扰。
4.3 地线和反向信号线的布局在高速信号布局中,应在信号线的两侧引入地线和反向信号线,以控制信号的传输和降低辐射噪声。
5. 硬件设计5.1 硬件敷铜和接地应在PCB上适当敷铜,以提供良好的接地和屏蔽。
同时,适当增加接地点,降低接地电阻和接地电感。
电子设计中的电磁兼容性与抗干扰技术
![电子设计中的电磁兼容性与抗干扰技术](https://img.taocdn.com/s3/m/09d0fa63657d27284b73f242336c1eb91a3733f4.png)
提高信号质量
保持信号的完整性,减少失真和噪 声。
满足法规要求
满足电磁兼容性(EMC)标准和规 定,确保产品符合市场准入要求。
滤波器的选择与应用
根据需求选择合适的滤波器类型
考虑滤波器的性能参数
根据电路特性和抗干扰需求,选择合适的 有源、无源、高通、低通或带通滤波器。
关注插入损耗、阻带衰减、频率响应等关 键参数,以确保滤波效果达到预期。
电磁屏蔽结构的设计需要考虑 屏蔽效能、重量、成本等因素 ,以达到最佳的性价比。
电磁屏蔽在电子设计中的应用
在电子设计中,电磁屏蔽广泛应用于各种电子设备和系统,如计算机、通信设备、 仪器仪表等。
电磁屏蔽可以有效降低外部电磁干扰对电子设备的影响,提高设备的稳定性和可靠 性。
同时,电磁屏蔽也可以防止电子设备产生的电磁辐射对周围环境造成干扰和污染。
EMC测试与评估
01
02
03
测试方法
包括传导发射测试、辐射 发射测试、抗扰度测试等 ,用于评估电子设备的电 磁兼容性能。
测试设备
包括信号发生器、频谱分 析仪、天线、电波暗室等 ,用于产生和测量电磁信 号。
评估指标
包括发射限值、抗扰度等 级等,用于衡量电子设备 在电磁环境中的性能表现 。
02
电磁干扰(EMI)来源与影
04
接地技术
接地原理与分类
接地原理
接地技术是电子设计中实现电磁兼容性和抗干扰的重要手段 之一。通过将设备或电路的某一点与大地连接,可以有效地 降低电磁辐射和静电积累,提高设备的稳定性和可靠性。
接地分类
根据接地的作用和目的,接地可以分为安全接地和信号接地 两类。安全接地主要是为了防止设备漏电、雷击等危险情况 ,而信号接地则是为了确保信号的稳定传输,减小信号之间 的干扰。
避免 pcb 设计中出现 emc 和 emi 的 9 个技巧 -回复
![避免 pcb 设计中出现 emc 和 emi 的 9 个技巧 -回复](https://img.taocdn.com/s3/m/370206fffc0a79563c1ec5da50e2524de418d057.png)
避免pcb 设计中出现emc 和emi 的9 个技巧-回复如何避免PCB 设计中出现EMC 和EMI 的问题。
引言:在电子产品的设计和制造过程中,电磁兼容性(EMC)和电磁干扰(EMI)是需要特别注意和解决的问题。
如果不正确处理EMC 和EMI,可能会导致电磁故障、性能问题、功能故障,甚至影响产品的市场竞争力。
因此,本文将介绍PCB 设计中的9个技巧,帮助避免EMC 和EMI 的出现。
一、理解EMC 和EMI 的概念:在开始探讨如何避免EMC 和EMI 之前,我们首先需要了解EMC 和EMI 的概念。
EMC 是指电子器件或系统在特定环境下能够以无干扰或受控的方式正常工作的能力。
而EMI 则是指电子器件或系统在工作过程中,产生的干扰能量向外界传播,对其他电子设备造成干扰。
二、合理布局与分离:PCB 设计中的布局和分离是避免EMC 和EMI 的重要因素之一。
在布局方面,应该合理规划电路板上各个模块、信号和功率链的位置,避免相互干扰。
在分离方面,设计者需要将模拟电路和数字电路、高频电路和低频电路、信号和功率线分离开来,避免它们之间的相互干扰。
三、地线设计和电源滤波:地线是PCB 设计中的一个重要因素,合理的地线设计能有效降低EMC 和EMI。
应尽量减少地线回路的面积,使用合适的地线宽度和间距,并注意地线与其他信号线的交叉。
同时,在电源输入端需要加入合适的滤波电路,以过滤电源线上的噪声,减轻EMI 的产生。
四、合理选择元器件和布局:元器件的选择和布局对于避免EMC 和EMI 也至关重要。
在选择元器件时,应优先选择具有良好EMC 性能的元器件,并根据设计需求选择合适的封装和引脚布局。
在布局过程中,需要避免元器件间的相互干扰,注意布局时的间距和引脚分离,以减少EMC 和EMI 发生的可能性。
五、正确使用屏蔽和引线:在设计PCB 时,合理使用屏蔽和引线也是减少EMC 和EMI 的一种有效方法。
对于高频和干扰敏感的电路,可以考虑添加屏蔽罩或屏蔽线,限制干扰源对电路的影响。
电磁兼容EMC设计指南
![电磁兼容EMC设计指南](https://img.taocdn.com/s3/m/6ee8be3d02d8ce2f0066f5335a8102d276a261f0.png)
电磁兼容EMC设计指南引言:电磁兼容(EMC)是指电子设备在电磁环境中正常工作的能力。
在现代社会中,电子设备的广泛应用使得电磁干扰和电磁敏感性成为一个重要的问题。
为了保证设备的正常运行,减少干扰和敏感性,EMC设计指南为我们提供了一些实用的指导原则。
一、电磁干扰控制1.分离和屏蔽:将敏感器件和辐射源分离,并利用屏蔽材料防止电磁波的传播。
同时,要注意设备的布局设计,避免敏感部件之间的互相干扰。
2.地线设计:正确设计和规划设备的地线系统,保证地线的连续性和低阻抗,并事先考虑到地线回路的电磁耦合和干扰。
3.滤波设计:使用合适的滤波器来限制电磁干扰的传播和进入设备内部,提高设备的抗干扰能力。
4.控制开关电源的EMI:开关电源可能引入较大的干扰,因此需要采取适当的控制措施,例如使用低噪声开关电源,使用隔离电源等。
5.电磁辐射:限制设备本身的电磁辐射,减少对周围设备的干扰。
二、电磁敏感性控制1.设备敏感性测试:在设计阶段进行设备的电磁兼容性测试,以了解设备的敏感性和潜在的问题。
2.屏蔽和滤波:使用屏蔽和滤波装置来减少外界电磁干扰的影响。
3.设备间的距离:在设备布局时,尽量保持设备之间的距离,避免互相的干扰。
4.地线和电源:正确设计和规划设备的地线和电源系统,以降低电磁干扰的传播和影响。
5.接口设计:在设备接口的设计中,要考虑到信号传输的稳定性和抗干扰能力,采取合适的措施,例如增加屏蔽、滤波等。
6.监测和调试:使用适当的设备和工具,定期对设备进行监测和调试,发现问题并及时解决。
三、其它注意事项1.符合标准:遵循相关的EMC标准和规范,确保设备的设计和测试符合国际标准要求。
2.技术培训:提供相关的EMC技术培训,提高设计人员的EMC意识和技能水平。
3.设备的环境适应性:考虑设备在不同环境下的使用,例如温度、湿度、气压等因素对设备的影响。
4.EMC测试设备:选择合适的EMC测试设备和工具,进行设备的测试和验证。
5.设备的整体性能:EMC设计要与设备的整体性能相匹配,保证设备的正常运行和性能表现。
电路电磁兼容性设计如何设计抗干扰和抗辐射电路
![电路电磁兼容性设计如何设计抗干扰和抗辐射电路](https://img.taocdn.com/s3/m/40d8e2391611cc7931b765ce050876323012745e.png)
电路电磁兼容性设计如何设计抗干扰和抗辐射电路电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility, EMC)是指电子设备在相互干扰和和外界电磁环境下能够正常工作的能力。
在电子产品的设计中,抗干扰和抗辐射电路的设计是确保电子设备在各种电磁环境下能够稳定运行的重要因素。
本文将讨论电路电磁兼容性设计中如何设计抗干扰和抗辐射电路。
一、抗干扰电路设计抗干扰电路设计是为了减少电子设备对外界电磁噪声的敏感度,防止其发生故障或误操作。
以下是几种常见的抗干扰电路设计方法:1. 电源线滤波器:通过在电源输入端添加滤波电路,能够滤除掉电源线上的高频噪声,减小对电子设备的影响。
2. 地线设计:良好的接地设计可以有效地抑制干扰信号的传播,例如通过增加接地电感和接地电容,形成低阻抗的接地路径。
3. 屏蔽设计:在电路板的设计中,使用屏蔽罩或金属层来遮蔽电子设备内部的干扰源,从而降低对周围环境的干扰。
4. 布线设计:合理的布线可以减少信号间的串扰,例如将高频信号线和低频信号线分开布置,避免相互干扰。
5. 过压保护设计:在电路中添加适当的过压保护电路,可以避免由于外界电磁干扰引起的过压情况,保护电子设备的正常工作。
二、抗辐射电路设计抗辐射电路设计是为了减少电子设备对外界电磁辐射的敏感度,防止其自身辐射对其他设备和系统造成干扰。
以下是几种常见的抗辐射电路设计方法:1. 圆孔规则:根据电磁波波长和孔洞尺寸之间的关系,设计合理大小的圆孔,使其具有较好的屏蔽性能。
2. 接地设计:良好的接地设计可以有效地将电磁辐射信号导入地面,减小辐射功率。
3. 电磁辐射滤波器:通过添加辐射滤波器,限制高频电流在电路中的传播,减少辐射发射。
4. 屏蔽设计:在电路板设计中增加屏蔽层或屏蔽导线,使电磁辐射局限在设备内部,减少对外界的辐射。
5. 地面平面分割:通过将地面平面划分为小的分区,降低不同分区之间电荷的流动速度,减小辐射功率。
三、电路模拟与仿真为了更好地评估电路的电磁兼容性性能,可以使用电磁仿真软件对电路进行模拟和仿真。
emc电路设计要点总结
![emc电路设计要点总结](https://img.taocdn.com/s3/m/c1f2f84fcd1755270722192e453610661ed95a06.png)
emc电路设计要点总结
EMC(电磁兼容)电路设计是确保电子设备在电磁环境中能够正常工作并且不会对周围的设备和系统造成干扰的重要部分。
以下是EMC电路设计的要点总结:
1. 地线设计,良好的地线设计是EMC电路设计的关键。
地线应该被视为电路中的一个重要元素,而不仅仅是一个连接点。
合理的地线布局可以减少回流路径的电流,减小回流路径的环路面积,从而减小电磁辐射。
2. 电源线滤波,在电路设计中使用电源线滤波器可以有效地抑制电磁干扰,使设备在电源线上受到的电磁干扰降到最低。
常见的滤波器包括LC滤波器和PI滤波器。
3. 屏蔽设计,在高频电路中,使用屏蔽罩或屏蔽壳可以有效地隔离电磁辐射,减小电磁波的传播范围,从而降低对周围设备的干扰。
4. 地线隔离,对于一些特殊的电路,需要进行地线隔离设计,以避免不同地点之间的电流环路,减小电磁辐射。
5. 电磁辐射测试,在设计完成后,需要进行电磁辐射测试,以验证设计的电路是否符合EMC标准,确保设备在实际使用中不会对周围环境产生电磁干扰。
6. 防护元件选择,在电路设计中,选择合适的防护元件如TVS 二极管、瞬态抑制器等,可以有效地保护电路不受外部电磁干扰的影响。
7. 地线回流路径设计,合理设计地线回流路径可以减小电磁辐射,降低电磁干扰。
综上所述,EMC电路设计的要点包括地线设计、电源线滤波、屏蔽设计、地线隔离、电磁辐射测试、防护元件选择和地线回流路径设计。
通过合理的设计和测试,可以确保电子设备在电磁环境中能够正常工作并且不会对周围的设备和系统造成干扰。
开关电源电磁兼容设计及电磁骚扰的抑制总结
![开关电源电磁兼容设计及电磁骚扰的抑制总结](https://img.taocdn.com/s3/m/c8d33266443610661ed9ad51f01dc281e43a5668.png)
开关电源电磁兼容设计及电磁骚扰的抑制总结开关电源电磁兼容(EMC)设计及电磁骚扰的抑制是在开关电源设计中不可避免的问题。
为了确保设备在工作时不会产生电磁干扰或受到电磁干扰的影响,我们需要采取一些措施来保证电磁兼容性。
以下是一些关键点,总结了开关电源的电磁兼容设计和电磁骚扰抑制的方法。
1.开关电源的布局设计:-尽量减小导线的长度和面积,在布局时要避免导线的交叉和平行排列,尤其是高频信号线和低频信号线。
-将高频部分布局在一起,低频部分布局在一起,以减少电磁干扰。
-使用多层PCB板设计,将地线、电源线和信号线分层布局,以降低电磁辐射和互相干扰。
2.滤波器设计:-在输入和输出端口附近添加滤波器,以减少电磁干扰的传播。
-使用电源滤波器,以减少电源线上的高频噪声。
-使用输入和输出滤波器,以降低辐射和传导的电磁干扰。
3.接地设计:-使用良好的接地方法,包括终端接地、屏蔽接地和共地接法,以降低电磁辐射和互相干扰。
-在布局时,将地线设计为低阻抗、低干扰的传输路径,确保电磁干扰的可靠耗散。
4.耦合器件的选择:-在开关和滤波器中选择适当的元器件,如电感、电容和变压器,以减少电磁辐射和传导的干扰。
-使用优质的耦合器件,具有更好的电磁兼容性和抑制电磁骚扰的能力。
5.使用屏蔽和接地:-在关键部位使用屏蔽盖板或屏蔽罩,以减少电磁辐射和传导的干扰。
-在电源线和信号线上使用屏蔽,并正确地接地屏蔽以提高电磁兼容性。
6.EMI测试和符合性认证:-完成EMI测试,以确保产品符合相关标准和规定。
-定期进行EMI测试,并及时修正和改进设计,以满足不断变化的要求和标准。
总之,开关电源电磁兼容设计及电磁骚扰的抑制是在开关电源设计中不可或缺的部分。
通过合理的布局设计、滤波器设计、接地设计、耦合器件选择、屏蔽和接地以及EMI测试和符合性认证等措施,我们可以有效地降低电磁辐射和传导的干扰,提高开关电源的电磁兼容性,保证产品的可靠性和稳定性。
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](https://img.taocdn.com/s3/m/6d9d908788eb172ded630b1c59eef8c75fbf95a9.png)
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。
电子产品结构设计中的电磁兼容性(EMC)设计
![电子产品结构设计中的电磁兼容性(EMC)设计](https://img.taocdn.com/s3/m/41f06630ec630b1c59eef8c75fbfc77da2699768.png)
电子产品结构设计中的电磁兼容性(EMC)设计1 引言随着科学技术的迅速发展,现代各种电子、电气、信息设备及家用电器的数量和种类越来越多,性能越来越先进,其使用场合和数量密度也越来越高。
这就使得电气电子系统内、设备内的相互干扰愈加严重。
在这种情况下,要保证设备在各种复杂的电磁环境中正常地工作,则在结构设计阶段就必须认真考虑电磁兼容性设计。
2 电磁干扰方式电子设备结构设计中常见的电磁干扰方式主要有:传导干扰传导干扰一般是指通过电源,电缆,布线系统,接地系统引起的串扰。
辐射干扰在高频情况下,电磁能量比较容易产生辐射。
通常,在 MHz 以上,辐射就较明显,当导线长度超过四分之一波长时,辐射功率将很大。
感应及耦合引起的干扰3 电磁兼容(EMC)设计的主要内容及方法电磁兼容设计的主要方法有屏蔽、滤波、接地等。
3.1 屏蔽电磁屏蔽是利用金属板、网、盖、罩、盒等屏蔽体阻止或减小电磁能量传播所采取的一种结构措施。
常用的方法有静电屏蔽,磁屏蔽和电磁屏蔽。
电子设备结构设计人员在着手电磁兼容性设计时,必须根据产品所提出的抗干扰要求进行有针对性的电磁屏蔽设计。
(1)静电屏蔽静电屏蔽主要是为了抑制寄生电容的耦合,使电路由于分布电容泄漏出来的电磁能量经屏蔽接地而不致于串入其它电路,从而使干扰得到抑制。
静电屏蔽的基本方法是采用低电阻率材料作屏蔽体,在感应源与受感器之间加一块与机壳接触良好的金属隔板网、罩或盒。
可用铜、铝材做屏蔽外壳,要求不高的也可用钢材。
机壳必须是导电良好、稳定可靠的导电体。
静电屏蔽必须保证良好的接地,否则屏蔽效果将大大降。
(2)磁屏蔽磁屏蔽主要是针对一些低阻抗源。
例如变压器、线圈及一些示波器、显示器就可考虑用磁屏蔽。
良好的低频屏蔽必须具有合适的电导率和高磁导率。
磁屏蔽的基本方法是用高磁导率材料,如铁镍合金、镍铅合金、纯铁、铜作屏蔽材料,做成屏蔽罩。
磁屏蔽罩在结构上按加工工艺不同一般可分为两类:一类为用平板坯料深冲成形的,另一类为焊接成形的。
电子设计中的EMC优化方法
![电子设计中的EMC优化方法](https://img.taocdn.com/s3/m/63950f38f56527d3240c844769eae009581ba297.png)
电子设计中的EMC优化方法在电子设计中,电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,EMC)是一个至关重要的问题。
EMC是指电子设备在电磁环境中能够以相互协调的方式运行,同时不会对其他设备或者环境产生干扰。
在电子产品设计过程中,要注意如何优化EMC以确保产品符合相关标准和规定。
首先,一个有效的EMC优化方法是减少电子设备本身产生的电磁辐射。
这可以通过合理布局和设计电路来实现。
合理的布局可以减少信号线路之间的交叉干扰以及电磁波的辐射。
此外,选择合适的滤波器、隔离器和屏蔽罩等器件也能有效地减少电磁辐射。
其次,另一个关键的EMC优化方法是增强电磁兼容性。
通过合适的设计和选择元器件,可以增强设备本身对外部电磁干扰的抗性。
例如,采用电磁屏蔽材料对电路进行屏蔽,增加噪声抑制电路以降低外部电磁干扰对电路的影响。
此外,合理选择天线、地线设计、接地方式等也是提高设备电磁兼容性的重要方法。
除此之外,对于数字电路和模拟电路的电磁兼容性也有所不同。
对于数字电路,要减少信号线的长度和相互干扰,降低时钟信号的频率和上升沿时间,采用差分信号传输等方法可以有效提高电磁兼容性。
对于模拟电路,要注意信号的地线回路和信号线的长度匹配,防止信号线之间的串扰以及避免地线回路产生环路。
最后,在设计电子产品时,一定要充分考虑到整个系统的电磁兼容性。
要对整个系统进行综合分析和优化,同时要在设计初期就考虑到电磁兼容性,并采用合适的设计方法和技术手段来提高系统的电磁兼容性。
在整个设计过程中,要不断进行电磁兼容性测试和评估,及时发现并解决潜在问题,保证产品在电磁环境下稳定可靠地运行。
总的来说,电子设计中的EMC优化方法是一个需要全面考虑和细致实施的过程。
通过合理的布局、合适的器件选择、增强设备自身抗干扰能力以及综合考虑整个系统的电磁兼容性等方法,可以有效提高产品的电磁兼容性,确保产品符合相关标准和规定,保证产品在电磁环境中稳定可靠地运行。
emc基本准则
![emc基本准则](https://img.taocdn.com/s3/m/fe02f0d4e109581b6bd97f19227916888486b9d5.png)
emc基本准则1. 什么是EMC?EMC是指电子设备在同一电磁环境下相互协调工作的能力。
在现代社会中,电子设备的使用日益普及,而各种电子设备之间的电磁干扰问题也随之增多。
EMC的目标是确保不同设备之间不会产生电磁干扰,从而保证设备的正常运行。
2. EMC基本准则EMC基本准则是指在设计和使用电子设备时应遵循的一些原则,以确保设备满足EMC要求。
以下是一些常见的EMC基本准则:2.1. 电磁兼容性设计电磁兼容性设计是指在电子设备的设计过程中考虑到电磁干扰和抗干扰的要求。
设计人员应该尽量减小设备本身产生的干扰,同时增加设备的抗干扰能力。
2.2. 地线设计地线设计是确保设备内部各个电路之间和设备与外界之间良好的接地连接。
良好的地线设计可以减小电磁场的辐射和接收到的干扰,从而提高设备的抗干扰能力。
2.3. 信号线布局信号线的布局应该遵循一定的原则,如尽量减小信号线之间的互相干扰,避免信号线与电源线或高功率线路的交叉。
合理的信号线布局可以降低信号线的辐射和接收到的外部干扰。
2.4. 滤波器的应用滤波器可以减小设备对电源线上的高频噪声的敏感度,并减小设备本身产生的噪声对外界的干扰。
在设计中合理应用滤波器可以提高设备的抗干扰能力。
2.5. 接地和屏蔽接地和屏蔽是减小电磁干扰的重要手段。
合理的接地设计可以确保设备正常工作,并减小对其他设备的干扰。
屏蔽可以有效阻挡外部电磁干扰对设备的影响。
3. EMC的重要性EMC对于现代社会的电子设备应用至关重要。
如果设备的电磁兼容性不好,可能会导致设备之间产生干扰,甚至无法正常工作。
这不仅会影响设备的使用寿命和可靠性,还可能对周围的其他设备产生干扰,甚至对人体健康造成影响。
4. EMC测试与认证为了确保电子设备的电磁兼容性,各个国家和地区都制定了相应的EMC测试和认证标准。
通过EMC测试和认证,可以验证设备是否满足相应的EMC要求。
只有通过了EMC测试和认证,设备才能获得上市销售的资格。
电子电路的EMC设计与测试要点
![电子电路的EMC设计与测试要点](https://img.taocdn.com/s3/m/ab4ca8683069a45177232f60ddccda38376be106.png)
电子电路的EMC设计与测试要点电子电路的电磁兼容性(EMC)设计与测试是确保电子设备能够在电磁干扰环境下正常工作的关键。
在进行EMC设计与测试时,我们需要注意以下几个要点:一、了解EMC的基本概念和原理1.1 了解电磁辐射和传导两种主要的EMC问题。
1.2 熟悉电磁波的特性、传播规律和相互作用机制。
二、设计EMC兼容性电路原理图及PCB布局2.1 使用屏蔽和滤波器等被动元件来减少电磁辐射和传导。
2.2 合理安排电路布局,避免关键信号线走线过近,减少互相干扰。
2.3 使用地电流隔离和电源隔离等技术,降低共模噪声的影响。
2.4 注意地线和供电线的布局,尽量减小回路的面积。
三、选择合适的EMC测试仪器和设备3.1 根据实际需求选择合适的EMC测试仪器,如频谱分析仪、电磁场探测仪等。
3.2 保证测试仪器的精度和灵敏度,以确保准确测量EMC性能。
3.3 定期校准测试仪器,保证其准确性和可靠性。
四、进行辐射与传导干扰测试4.1 对电子设备的辐射干扰进行测试,测量其辐射电磁场强度是否符合规定的限值。
4.2 对电子设备的传导干扰进行测试,测量其沿导线传播的电磁干扰是否在允许的范围内。
4.3 注意测试环境的干扰源和背景噪声,以确保测试结果的准确性。
五、分析测试结果并进行优化5.1 根据测试结果,分析出电磁兼容性问题的原因和影响。
5.2 通过对电路和布局的优化,减少电磁辐射和传导。
5.3 使用屏蔽技术和滤波器等措施,降低电磁干扰的传播路径和强度。
六、再次进行EMC测试并确认效果6.1 重新测试优化后的电子设备,以验证优化效果。
6.2 确保重新测试的结果符合相关电磁兼容性标准和要求。
七、EMC设计与测试的注意事项7.1 遵守相关的法规和标准,如CISPR、IEC等。
7.2 记录和保存设计和测试过程中的数据和结果,便于后续分析和审核。
7.3 及时更新电磁兼容性设计和测试的技术和方法,以适应新的发展和要求。
EMC设计与测试是确保电子设备正常工作的关键环节,通过以上步骤可以有效地降低电磁干扰对设备的影响。
EMC设计四大技巧之滤波设计、接地设计、屏蔽设计和PCB布局布线详解
![EMC设计四大技巧之滤波设计、接地设计、屏蔽设计和PCB布局布线详解](https://img.taocdn.com/s3/m/52b6e43daf1ffc4ffe47ace0.png)
EMC设计四大技巧之滤波设计、接地设计、屏蔽设计和PCB布局布线详解电磁干扰的主要方式是传导干扰、辐射干扰、共阻抗耦合和感应耦合。
对这几种途径产生的干扰我们应采用的相应对策:传导采取滤波,辐射干扰采用屏蔽和接地等措施,就能够大大提高产品的抵抗电磁干扰的能力,也可以有效的降低对外界的电磁干扰。
本文从滤波设计、接地设计、屏蔽设计和PCB布局布线技巧四个角度,介绍EMC的设计技巧。
一、EMC滤波设计技巧EMC设计中的滤波器通常指由L,C构成的低通滤波器。
滤波器结构的选择是由"最大不匹配原则"决定的。
即在任何滤波器中,电容两端存在高阻抗,电感两端存在低阻抗。
图1是利用最大不匹配原则得到的滤波器的结构与ZS和ZL的配合关系,每种情形给出了2种结构及相应的衰减斜率(n表示滤波器中电容元件和电感元件的总数)。
其中:l和r分别为引线的长度和半径。
寄生电感会与电容产生串联谐振,即自谐振,在自谐振频率fo处,去耦电容呈现的阻抗最小,去耦效果最好。
但对频率f高于f/o的噪声成份,去耦电容呈电感性,阻抗随频率的升高而变大,使去耦或旁路作用大大下降。
实践中,应根据噪声的最高频率fmax来选择去耦电容的自谐振频率f0,最佳取值为fo=fmax。
去耦电容容量的选择在数字系统中,去耦电容的容量通常按下式估算:二、EMC接地设计接地是最有效的抑制骚扰源的方法,可解决50%的EMC问题。
系统基准地与大地相连,可抑制电磁骚扰。
外壳金属件直接接大地,还可以提供静电电荷的泄漏通路,防止静电积累。
在地线设计中应注意以下几点:(1)正确选择单点接地与多点接地在低频电路中,信号的工作频率小于1MHz,它的布线和器件间的电感影响较小,而接地电路形成的环流对干扰影响较大,因而应采用单点接地。
当信号工作频率大于10MHz 时,地线阻抗变得很大,此时应尽量降低地线阻抗,应采用就近多点接地。
当工作频率在1~10MHz时,如果采用一点接地,其地线长度不应超过波长的1/20,否则应采用多点接地法。
芯片设计中的EMC与抗干扰技术
![芯片设计中的EMC与抗干扰技术](https://img.taocdn.com/s3/m/10b845bc951ea76e58fafab069dc5022aaea46d7.png)
芯片设计中的EMC与抗干扰技术随着科技的进步和应用需求的增长,芯片设计中的EMC(电磁兼容性)与抗干扰技术变得越来越重要。
本文将介绍EMC与抗干扰技术的基本概念和原理,并探讨其在芯片设计中的应用。
一、EMC与抗干扰技术概述EMC是指电子设备在同一电磁环境中互不干扰,同时保持所需的正常工作能力的能力。
在现代电子设备中,由于电路复杂性的增加和器件尺寸的缩小,电子设备之间的电磁干扰问题变得日益突出。
而抗干扰技术则是指通过各种手段来减弱或消除电子设备之间的干扰,保证设备的正常工作。
二、EMC与抗干扰技术的原理1. 电磁辐射与抗辐射电子设备中的电流和信号会产生电磁辐射,这种辐射可能对附近的设备产生干扰。
通过合理的线路布局、屏蔽设计和滤波器等手段可以减少电磁辐射,提高设备的抗辐射能力。
2. 电磁感应与抗感应电磁感应是指外部电磁场对电子设备内部产生的干扰,这种干扰可能导致设备的误操作或数据丢失。
通过合理的布线、屏蔽和地线设计等手段可以减少电磁感应的干扰,并提高设备的抗感应能力。
3. 地线设计与抑制干扰地线是将电子设备与地连接的导线,合理的地线设计可以有效地抑制干扰。
例如,将设备的数字地线和模拟地线分开布线,避免它们之间的干扰。
4. 滤波器与去耦电容滤波器和去耦电容器可以有效地减少设备中的高频噪声和干扰电流。
通过在供电线路上添加合适的滤波器和去耦电容,可以提高设备的抗干扰能力。
三、芯片设计中的EMC与抗干扰技术应用1. 芯片布局与元件安排在芯片设计中,合理的布局和元件安排可以降低电磁干扰。
例如,在设计PCB板时,将敏感电路和高频电路远离可能产生噪声的部件,最大程度地减少电磁干扰。
2. 屏蔽设计与接地技术采用屏蔽罩和金属屏蔽层可以有效地隔离芯片,减少对外界的辐射和干扰。
同时,合理的接地技术可以提高抗干扰能力,例如使用多点接地和保持地面的均匀接地。
3. 模拟与数字信号分离在芯片设计中,将模拟和数字信号分离可以减少干扰。
电子产品EMC设计中的屏蔽结构设计
![电子产品EMC设计中的屏蔽结构设计](https://img.taocdn.com/s3/m/1901b63c7ed5360cba1aa8114431b90d6c8589bc.png)
电子产品EMC设计中的屏蔽结构设计
电子产品的EMC设计中,屏蔽结构设计是非常重要且必不可少的一部分。
屏蔽结构的设计主要是为了防止电磁辐射干扰或者电磁敏感性问题,确保电子产品在工作过程中能够正常工作且不受外界干扰。
首先,屏蔽结构设计需要考虑整体产品的电磁兼容性。
在设计屏蔽结构时,需要考虑到产品内部的各个部件之间的电磁干扰问题,以及产品与外界环境之间的电磁干扰问题。
通过合理设计屏蔽结构,可以有效地降低电磁辐射干扰的影响,提高整个产品的电磁兼容性。
其次,屏蔽结构设计需要根据产品的具体特点和需求来选择合适的材料。
通常情况下,屏蔽结构设计会采用金属材料,如铝、铜等。
这些材料具有良好的导电性和屏蔽性能,可以有效地隔离电磁波,保护产品内部的电子元件免受干扰。
另外,屏蔽结构设计还需要考虑产品的散热问题。
屏蔽结构一般会影响产品的散热效果,因此在设计屏蔽结构时需要充分考虑产品的散热需求,确保产品在正常工作时不会因为过热而影响性能或寿命。
此外,在屏蔽结构的设计过程中,需要遵循一些设计原则。
例如,屏蔽结构的连接部位需要进行良好的接地处理,确保整个结构的导电性能良好;屏蔽结构的设计需要考虑到整个产品的布局和结构,确保各个部件之间的连接紧密,避免出现电磁泄漏等问题。
总的来说,电子产品的EMC设计中的屏蔽结构设计是至关重要的一环,在设计过程中需要综合考虑产品的电磁兼容性、材料选择、散热问题等方面,确保产品在工作过程中能够稳定可靠地工作,同时也能够满足相关的标准和要求。
只有在屏蔽结构设计合理且有效的情况下,才能够保证产品的质量和性能,提高产品的竞争力和市场占有率。
避免 pcb 设计中出现 emc 和 emi 的 9 个技巧
![避免 pcb 设计中出现 emc 和 emi 的 9 个技巧](https://img.taocdn.com/s3/m/ab4de21fbf23482fb4daa58da0116c175f0e1e8b.png)
避免 pcb 设计中出现 emc 和 emi 的 9 个技巧:
避免PCB设计中出现EMC和EMI的9个技巧:
1.合理的分区:根据电路的功能,将PCB划分为不同的区域,如模拟区域、数字区域、
电源区域等。
在不同的区域之间设置适当的隔离,以减少信号之间的干扰。
2.合适的布局:在PCB布局时,应将高电流、高电压、高速数字信号等区域进行适当
的分离,避免相互干扰。
同时,要考虑到电源和地的分配,保证电源和地网络的连续性。
3.良好的接地设计:接地是解决EMC和EMI问题的关键。
设计合理的接地网络,可以
有效地抑制干扰信号,提高电路的稳定性。
4.使用适当的屏蔽技术:对于关键的电路部分,可以采用屏蔽措施,如电磁屏蔽罩、
导电衬垫等,以减少外界对电路的干扰。
5.合理的布线:在布线时,应避免使用过长的信号线、90度折线、突然的线宽变化等
不良布线方式。
合理的布线可以降低信号的传输阻抗,减少信号之间的干扰。
6.使用适当的滤波技术:在电路中加入适当的滤波器,可以有效地滤除高频噪声信号,
提高电路的抗干扰能力。
7.合理的元件布局:在元件布局时,应将元件按照功能进行分组,并保持合适的间距。
这样可以减少信号之间的耦合和干扰。
8.使用合适的去耦电容:在电路中加入适当的去耦电容,可以减小电源和地之间的噪
声,提高电路的稳定性。
9.进行充分的仿真和测试:在完成PCB设计后,应进行充分的仿真和测试,以确保设
计的可行性和可靠性。
同时,也可以通过测试来优化设计,提高电路的性能。
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](https://img.taocdn.com/s3/m/55b687aef9c75fbfc77da26925c52cc58bd690ba.png)
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
电子产品抗干扰与EMC设计要诀EMC, 要诀, 抗干扰, 电子, 设计研制带处理器的电子产品时,如何提高抗干扰能力和电磁兼容性?一、下面的一些系统要特别注意抗电磁干扰:1、微控制器时钟频率特别高,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。
二、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器:选用外时钟频率低的微控制器可以有效降低噪声和提高系统的抗干扰能力。
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,微控制器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器主要采用高速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,将一个门的输出端通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。
微控制器构成的系统中常用逻辑电话元件的Tr(标准延迟时间)为3到18ns之间。
在印制线路板上,信号通过一个7W的电阻和一段25cm长的引线,线上延迟时间大致在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的阶跃信号通过引线AB传向B端。
信号在AB线上的延迟时间是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的页脉冲信号。
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线上的延迟时间的两倍,即2Td的正脉冲信号。
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冲的迭加。
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,与介质厚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。
电路中微控制器的复位线,中断线,以及其它一些控制线最容易受外界噪声的干扰。
电网上的强干扰通过电源进入电路,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,噪声通过引线向外发射。
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器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、元件布置要合理分区元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。
7、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,通过采用单点接地法,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。
8、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,这种卷起来的结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,对微控制器构成的系统,取0.1~0.01uf之间都可以。
三、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8. 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。
9. 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。
10. 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。
11. 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。
12. 印制板按频率和电流开关特性分区,噪声元件与非噪声元件要距离再远一些。
13. 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。
14. 时钟、总线、片选信号要远离I/O线和接插件。
15. 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。
16. 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。
17. 时钟线垂直于I/O线比平行I/O线干扰小,时钟元件引脚远离I/O电缆。
18. 元件引脚尽量短,去耦电容引脚尽量短。
19. 关键的线要尽量粗,并在两边加上保护地。
高速线要短要直。
20. 对噪声敏感的线不要与大电流,高速开关线平行。
21. 石英晶体下面以及对噪声敏感的器件下面不要走线。
22. 弱信号电路,低频电路周围不要形成电流环路。
23. 任何信号都不要形成环路,如不可避免,让环路区尽量小。
24. 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25. 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。