《電子技術(shù)應(yīng)用》
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常見(jiàn)電磁兼容EMC問(wèn)題及解決辦法
摘要: 一般電子產(chǎn)品都最容易出的問(wèn)題有:RE--輻射,CE--傳導(dǎo),ESD--靜電。
關(guān)鍵詞: EMC|EMI EMC 電磁兼容 輻射
Abstract:
Key words :

一般電子產(chǎn)品都最容易出的問(wèn)題有:RE--輻射,CE--傳導(dǎo),ESD--靜電。

 一個(gè)集成電路本身的封裝材料引入2~6pf電容。

一個(gè)線(xiàn)路板上的接插件,有520nH的分布電感。一個(gè)雙列直扦的24引腳集成電路扦座,引入4~18nH的分布電感。

這些小的分布參數(shù)對(duì)于這行較低頻率下的微控制器系統(tǒng)中是可以忽略不計(jì)的;而對(duì)于高速系統(tǒng)必須予以特別注意。

(6) 元件布置要合理分區(qū)

元件在印刷線(xiàn)路板上排列的位置要充分考慮抗電磁干擾問(wèn)題,原則之一是各部件之間的引線(xiàn)要盡量短。在布局上,要把模擬信號(hào)部分,高速數(shù)字電路部分,噪聲源部分(如繼電器,大電流開(kāi)關(guān)等)這三部分合理地分開(kāi),使相互間的信號(hào)耦合為最小。

G 處理好接地線(xiàn)

印刷電路板上,電源線(xiàn)和地線(xiàn)最重要。克服電磁干擾,最主要的手段就是接地。

對(duì)于雙面板,地線(xiàn)布置特別講究,通過(guò)采用單點(diǎn)接地法,電源和地是從電源的兩端接到印刷線(xiàn)路板上來(lái)的,電源一個(gè)接點(diǎn),地一個(gè)接點(diǎn)。印刷線(xiàn)路板上,要有多個(gè)返回地線(xiàn),這些都會(huì)聚到回電源的那個(gè)接點(diǎn)上,就是所謂單點(diǎn)接地。所謂模擬地、數(shù)字地、大功率器件地開(kāi)分,是指布線(xiàn)分開(kāi),而最后都匯集到這個(gè)接地點(diǎn)上來(lái)。與印刷線(xiàn)路板以外的信號(hào)相連時(shí),通常采用屏蔽電纜。對(duì)于高頻和數(shù)字信號(hào),屏蔽電纜兩端都接地。低頻模擬信號(hào)用的屏蔽電纜,一端接地為好。

對(duì)噪聲和干擾非常敏感的電路或高頻噪聲特別嚴(yán)重的電路應(yīng)該用金屬罩屏蔽起來(lái)。

(7) 用好去耦電容。

好的高頻去耦電容可以去除高到1GHZ的高頻成份。陶瓷片電容或多層陶瓷電容的高頻特性較好。設(shè)計(jì)印刷線(xiàn)路板時(shí),每個(gè)集成電路的電源,地之間都要加一個(gè)去耦電容。去耦電容有兩個(gè)作用:一方面是本集成電路的蓄能電容,提供和吸收該集成電路開(kāi)門(mén)關(guān)門(mén)瞬間的充放電能;另一方面旁路掉該器件的高頻噪聲。數(shù)字電路中典型的去耦電容為0.1uf的去耦電容有5nH分布電感,它的并行共振頻率大約在7MHz左右,也就是說(shuō)對(duì)于10MHz以下的噪聲有較好的去耦作用,對(duì)40MHz以上的噪聲幾乎不起作用。

1uf,10uf電容,并行共振頻率在20MHz以上,去除高頻率噪聲的效果要好一些。在電源進(jìn)入印刷板的地方和一個(gè)1uf或10uf的去高頻電容往往是有利的,即使是用電池供電的系統(tǒng)也需要這種電容。

每10片左右的集成電路要加一片充放電電容,或稱(chēng)為蓄放電容,電容大小可選10uf。最好不用電解電容,電解電容是兩層溥膜卷起來(lái)的,這種卷起來(lái)的結(jié)構(gòu)在高頻時(shí)表現(xiàn)為電感,最好使用膽電容或聚碳酸醞電容。

去耦電容值的選取并不嚴(yán)格,可按C=1/f計(jì)算;即10MHz取0.1uf,對(duì)微控制器構(gòu)成的系統(tǒng),取0.1~0.01uf之間都可以。

3、 降低噪聲與電磁干擾的一些經(jīng)驗(yàn)。

(1) 能用低速芯片就不用高速的,高速芯片用在關(guān)鍵地方。

(2) 可用串一個(gè)電阻的辦法,降低控制電路上下沿跳變速率。

(3) 盡量為繼電器等提供某種形式的阻尼。

(4) 使用滿(mǎn)足系統(tǒng)要求的最低頻率時(shí)鐘。

(5) 時(shí)鐘產(chǎn)生器盡量靠近到用該時(shí)鐘的器件。石英晶體振蕩器外殼要接地。

(6) 用地線(xiàn)將時(shí)鐘區(qū)圈起來(lái),時(shí)鐘線(xiàn)盡量短。

(7) I/O驅(qū)動(dòng)電路盡量靠近印刷板邊,讓其盡快離開(kāi)印刷板。對(duì)進(jìn)入印制板的信號(hào)要加濾波,從高噪聲區(qū)來(lái)的信號(hào)也要加濾波,同時(shí)用串終端電阻的辦法,減小信號(hào)反射。

(8) MCD無(wú)用端要接高,或接地,或定義成輸出端,集成電路上該接電源地的端都要接,不要懸空。

(9) 閑置不用的門(mén)電路輸入端不要懸空,閑置不用的運(yùn)放正輸入端接地,負(fù)輸入端接輸出端。 (10) 印制板盡量使用45折線(xiàn)而不用90折線(xiàn)布線(xiàn)以減小高頻信號(hào)對(duì)外的發(fā)射與耦合。

(11) 印制板按頻率和電流開(kāi)關(guān)特性分區(qū),噪聲元件與非噪聲元件要距離再遠(yuǎn)一些。

(12) 單面板和雙面板用單點(diǎn)接電源和單點(diǎn)接地、電源線(xiàn)、地線(xiàn)盡量粗,經(jīng)濟(jì)是能承受的話(huà)用多層板以減小電源,地的容生電感。

(13) 時(shí)鐘、總線(xiàn)、片選信號(hào)要遠(yuǎn)離I/O線(xiàn)和接插件。

(14) 模擬電壓輸入線(xiàn)、參考電壓端要盡量遠(yuǎn)離數(shù)字電路信號(hào)線(xiàn),特別是時(shí)鐘。

(15) 對(duì)A/D類(lèi)器件,數(shù)字部分與模擬部分寧可統(tǒng)一下也不要交叉。

(16) 時(shí)鐘線(xiàn)垂直于I/O線(xiàn)比平行I/O線(xiàn)干擾小,時(shí)鐘元件引腳遠(yuǎn)離I/O電纜。

(17) 元件引腳盡量短,去耦電容引腳盡量短。

(18) 關(guān)鍵的線(xiàn)要盡量粗,并在兩邊加上保護(hù)地。高速線(xiàn)要短要直。

(19) 對(duì)噪聲敏感的線(xiàn)不要與大電流,高速開(kāi)關(guān)線(xiàn)平行。

(20) 石英晶體下面以及對(duì)噪聲敏感的器件下面不要走線(xiàn)。

(21) 弱信號(hào)電路,低頻電路周?chē)灰纬呻娏鳝h(huán)路。

(22) 任何信號(hào)都不要形成環(huán)路,如不可避免,讓環(huán)路區(qū)盡量小。

(23) 每個(gè)集成電路一個(gè)去耦電容。每個(gè)電解電容邊上都要加一個(gè)小的高頻旁路電容。

(24) 用大容量的鉭電容或聚酷電容而不用電解電容作電路充放電儲(chǔ)能電容。使用管狀電容時(shí),外殼要接地。

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