(pcb)電磁兼容設(shè)計(jì)講座(已修改)
2025-08-16 18:00 本頁(yè)面
【正文】 電磁兼容設(shè)計(jì)講座 可靠性部謝玉明 電磁兼容講座系列 定義 ? 電磁兼容（ EMC)： ? Electromagic Compatibility ? 電磁干擾（ EMI)： ? Electromagic Interference ? 電磁敏感性（ EMS〕 ： ? Electromagic Susceptibility 為什么要考慮 EMC？ ?國(guó)內(nèi)外技術(shù)壁壘、強(qiáng)制要求 ?產(chǎn)品的可靠性 EMI試驗(yàn) :(參照 CISPR22/GB9254) ? 傳導(dǎo)發(fā)射試驗(yàn) ? 輻射發(fā)射試驗(yàn) EMS試驗(yàn) (GB/ ) ? 靜電放電抗擾性試驗(yàn) （ .2） ? 射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾性試驗(yàn)（ .3） ? 電快速瞬變脈沖群抗擾性試驗(yàn)（ .4） ? 雷擊浪涌抗擾性試驗(yàn)（ .5） ? 射頻場(chǎng)傳導(dǎo)抗擾性試驗(yàn)（ .6） ? 工頻磁場(chǎng)抗擾性試驗(yàn)（ .8） ? 電壓瞬時(shí)跌落 ,短時(shí)中斷和電壓漸 變的抗擾性試驗(yàn)（ .11） 何時(shí)解決 EMC 生產(chǎn)進(jìn)程 可采取的措施 解決 EMC的成本 設(shè)計(jì) 生產(chǎn) 使用 EMC 三要素 ?干擾源 ?敏感設(shè)備 ?傳播途徑 EMC設(shè)計(jì) ?接地（ Grounding) ?屏蔽 (Shielding) ?濾波 (Filtering) ?內(nèi)部設(shè)計(jì)（ PCB板 〕 EMC設(shè)計(jì)三階段 ?問題解決階段 ?規(guī)范設(shè)計(jì)階段 ?分析預(yù)測(cè)階段 接地 (Grounding) ?接地的目的一是防電擊 ， 一是去除干擾 。可將接地分為兩大類： ?安全接地 (Safety Grounding) ?信號(hào)接地 安全接地 (Safety Grounding) ?安全接地是指接大地 (Earthing)， 也就是將電氣設(shè)備的外殼以低阻抗導(dǎo)體連接大當(dāng)人員意外觸及時(shí)不易遭受電擊 。 信號(hào)接地 ?信號(hào)接地除提供參考點(diǎn)之外 ， 同時(shí)還可以大量消除雜訊的干擾 。 由于雜訊本身的特性 ，考慮接地時(shí)有不同的處理方法： ? 單點(diǎn)接地 ? 多點(diǎn)接地 ?復(fù)合式接地 單點(diǎn)接地 ?系統(tǒng)或裝備上僅有一點(diǎn)接地，分為： ?串聯(lián)單點(diǎn)接地； ?并聯(lián)單點(diǎn)接地； 串聯(lián)單點(diǎn)接地 ?若系統(tǒng)各線路或裝備所產(chǎn)生或需要的能量變化太大 ，則不適用串聯(lián)單點(diǎn)接地 ， 因?yàn)楦吣芰康木€路或裝備所產(chǎn)生大量的地電位會(huì)嚴(yán)重地影響低能量線路或裝備的正常運(yùn)作 。 并聯(lián)單點(diǎn)接地 ?并聯(lián)單點(diǎn)接地最大的缺點(diǎn)是耗時(shí)費(fèi)料 ， 由于接地線太多太長(zhǎng) ， 以至增加各地阻抗 ， 尤其在高頻范圍中更加嚴(yán)重 。 多點(diǎn)接地 ?在頻率低于 10MHz時(shí)，較適于單點(diǎn)接地。若在高頻(10MHz)情況下，由于接地線的長(zhǎng)度以及接地電路的影響，故單點(diǎn)接地?zé)o法達(dá)到去除干擾的效果，此時(shí)就得使用多點(diǎn)接地。此時(shí)接地線的長(zhǎng)度亦應(yīng)盡量縮短。下圖各接地點(diǎn)可視為機(jī)殼或接地板 ： 復(fù)合式接地 ?復(fù)合式單點(diǎn)接地將線路或裝備加以歸類，而同時(shí)使用串聯(lián)與并聯(lián)法，可同時(shí)兼顧降低雜訊以及減化施工與節(jié)省用料。 機(jī)架系統(tǒng)的接地樹（例 〕 背板 背板 背板 背板 背板 工作地 電源地 保護(hù)地 注意 ?由于頻率的關(guān)系 ， 無(wú)論何種接地方法均應(yīng)盡量縮短接地線 ， 否則其非但增加阻抗 ，同時(shí)更會(huì)產(chǎn)生輻射雜訊 ， 因其作用有如天線 ， 接地線的長(zhǎng)度 Lλ /20。 ?不論何種接地法 ， 最大的困擾均起自于地電流的產(chǎn)生 ， 因此去除地環(huán)路就成了設(shè)計(jì)者的考驗(yàn) 。 接地環(huán)路 下圖即為接地環(huán)路的形成： 打破接地環(huán)路的方法 常用的電纜 ? 雙絞線 ? 同軸電纜 ? 帶狀電纜 注意之一 ?接地線愈短愈好； ?電纜屏蔽層終接時(shí)應(yīng)環(huán)接； ?電子線路中及低頻使用時(shí)應(yīng)規(guī)劃不同的接地系統(tǒng)以配合不同之回路 （ Return ） ,如信號(hào) 、 屏蔽 、 電源 、 機(jī)殼或組架 。唯這些回路最后可接在一起 ， 然后以單點(diǎn)接地； ?接地面應(yīng)具有高傳導(dǎo)性 （ Conductivity） ； ?線路中之元件若經(jīng)常產(chǎn)生大量的急變電流 ， 則該線路應(yīng)備有單獨(dú)的接地系統(tǒng) ， 或至少應(yīng)備有單獨(dú)之回路 ， 以免影響其它線路 。 ?低能量信號(hào)之接地應(yīng)與其它接地隔離； ?切忌雙股電纜分開安裝； 注意之二 ?低頻宜采用單點(diǎn)接地系統(tǒng)，高頻應(yīng)采用多點(diǎn)接地系統(tǒng)； ?良好的接地系統(tǒng)； ?減少由共同導(dǎo)體所引入的雜訊電壓，盡量避免產(chǎn)生接地環(huán)路； ?已接地的放大器接于未接地之電源，其輸入導(dǎo)線之屏蔽應(yīng)接于放大器之接地點(diǎn)。若未接地之放大器接于接地之電源，則輸入導(dǎo)線之屏蔽應(yīng)于電源端接地。高增益放大器之屏蔽應(yīng)接于放大器之接地點(diǎn)； ?若信號(hào)線路兩端接地，則所產(chǎn)生的接地環(huán)路易受磁場(chǎng)及地電位差的干擾； ?去除接地環(huán)路的方法有使用隔離變壓器、光電耦合器、差動(dòng)放大器、扼流圈。 搭接的功能 ?搭接是在兩金屬之間建立一低阻抗通路 ， 其目的在為電流提供一均稱的結(jié)構(gòu)體以避免干擾 。 ?處理良好的搭接能徹底發(fā)揮屏蔽與濾波的功能 ，減少接地系統(tǒng)中的射頻電位差 ， 以及電流環(huán)路 ， 并可防止靜電產(chǎn)生 ， 減少雷擊與電磁脈沖的危險(xiǎn) ， 同時(shí)能防止人員誤遭電擊 。 ?然而未經(jīng)仔細(xì)處理的搭接會(huì)增加干擾的程度 ， 此誠(chéng)不良之設(shè)計(jì)較不設(shè)計(jì)為害更甚 。 搭接的形態(tài) ?直接搭接 ：即搭接體間之直接連接； ?間接搭接 ：即搭接體間以金屬導(dǎo)線相連 ， 其適
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