[PCB抄板]PCB的EMC設(shè)計(jì)
在當(dāng)今信息社會(huì)中,隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,電子產(chǎn)品越來(lái)越來(lái)越趨向高速、寬帶、高靈敏度、高密集度和小型化,系統(tǒng)中采用的電子設(shè)備數(shù)量大幅增加,而且電子設(shè)備的頻帶日益加寬,功率逐漸增大,信息傳輸速率和靈敏度飛速提高,這些數(shù)字電路工作時(shí)。
會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁干擾,因此電磁兼容也就成為一個(gè)系統(tǒng)能否正常工作的關(guān)鍵,這種趨勢(shì)定了
設(shè)計(jì)中電磁兼容(EMC)問(wèn)題的。
重要性。
1.電磁兼容(EMC)
電磁兼容(Electromagnetic Compartibility---EMC直譯為"電磁兼容性")一般指電氣電子設(shè)備在共同的電磁環(huán)境中能執(zhí)行各自功能的共存狀態(tài)。它是研究在有限的空間、時(shí)間和頻率資源下各種設(shè)備和系統(tǒng)可以相互共存而不至于造成性能下降甚至無(wú)法正常工作的科學(xué)。
它主要包括兩個(gè)方面的內(nèi)容:一是發(fā)射性;二是抗擾性。即電磁騷擾性和電磁敏感性。
電磁兼容是通過(guò)控制電磁干擾來(lái)實(shí)現(xiàn)的,解決電磁兼容問(wèn)題,必須在干擾源和和傳播途徑上深入研究,找到相應(yīng)的解決問(wèn)題的辦法。
2.PCB上的電磁干擾
元器件的高頻寄生特性
在一塊
上,導(dǎo)線(xiàn)、電阻、電容、電感等在不同頻率下表現(xiàn)出不同的特性
導(dǎo)線(xiàn):一般不把PCB上的走線(xiàn)看做射頻輻射器,除非走線(xiàn)特別長(zhǎng),并且頻率很高,導(dǎo)線(xiàn)就會(huì)具有天線(xiàn)效應(yīng)。
電阻:在純數(shù)字電路中,電阻主要是用作限流和確定固定電平。但在射頻系統(tǒng)中,電阻對(duì)EMI的產(chǎn)生也是有貢獻(xiàn)的。寄生電容存在于電阻的兩端之間,它對(duì)極高頻設(shè)計(jì)有很大的破壞。
電容:當(dāng)電路頻率超過(guò)電容自諧振頻時(shí),電容就出現(xiàn)電感特性了。電容器引腳上的寄生電感將使電容器在其自身諧振頻率以上時(shí)表現(xiàn)為電感特性而失去其原有的功能。
電感:在數(shù)字電路中,電感用于對(duì)電磁干擾的抑制。對(duì)于電感來(lái)說(shuō),其電感阻抗隨著頻率的增加而增加,當(dāng)頻率很高時(shí),高頻信號(hào)的傳遞就會(huì)受到影響。
常見(jiàn)的電磁干擾
PCB設(shè)計(jì)中存在的電磁干擾主要有:
傳導(dǎo)干擾傳導(dǎo)干擾主要通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)耦合及共模阻抗耦合來(lái)影響其它電路。例如噪音通過(guò)電源電路進(jìn)入某一系統(tǒng),所有使用該電源的電路就會(huì)受到它的影響。
串音干擾串音干擾是由電容性干擾和電磁性干擾所引起的,是一個(gè)信號(hào)線(xiàn)路干擾另外一鄰近的信號(hào)路徑。它通常發(fā)生在鄰近的電路和導(dǎo)體上,用電路和導(dǎo)體的互容和互感來(lái)表征。
輻射干擾輻射干擾是由于空間電磁波的輻射而引入的干擾。PCB中的輻射干擾主要是電纜和內(nèi)部走線(xiàn)間的共模電流輻射干擾。當(dāng)電磁波照射到傳輸線(xiàn)上時(shí),將出現(xiàn)耦合問(wèn)題,沿線(xiàn)引起的分布小電壓源可分解為共模(CM)和差模(DM)分量。