pcb電磁兼容性設(shè)計報告(完整版)
【正文】 統(tǒng)中的器件仍以印制線路板PCB為主要裝配方式，隨著表貼元器件(SMD)制造水平的不斷提高及表面貼裝技術(shù)(SMT)的廣泛應(yīng)用，PCB的設(shè)計也向著高密度，細導(dǎo)線，小間距，多層次的方向發(fā)展， PCB的設(shè)計必須充分考慮電磁兼容性。這樣的例子足以說明，在我們?nèi)粘Ｉ畹目臻g確實存在著另外一種環(huán)境污染——電磁污染。1881年，英國著名科學(xué)家希維賽德發(fā)表了“論干擾”的文章可算是最重要的早期文獻。同時該實驗也證明各種打火系統(tǒng)向空間發(fā)出電磁干擾。蘇聯(lián)在1948年制訂了“工業(yè)無線電干擾的極限允許值標(biāo)準(zhǔn)”。國際電工委員會IEC有兩個專們從事電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)化工作的技術(shù)委員會：一個就是CISPR成立于1934年；另一個是電磁兼容委員會TC77，成立于1981年。例如：1975年，日內(nèi)瓦國際頻率登記委員會所登記的無線電發(fā)射機有一百多萬臺，有一萬多臺無線發(fā)射機其總功率超過540MW，在更高頻率上，其情況更復(fù)雜。例如：60年前，工業(yè)活動還很少時，1臺120kw 長波發(fā)射機的功率場就能覆蓋 30 萬平方公里。電磁干擾對電子計算機等系統(tǒng)設(shè)施的危害計算機外界電磁干擾主要來源于射頻、工頻電源、靜電及雷電脈沖等四類。這樣 各國軍工行業(yè)的 EMC 技術(shù)領(lǐng)先于其它行業(yè)。四、我國 EMC 技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r我國的EMC測試及標(biāo)準(zhǔn)化工作始于六十年代，當(dāng)時國內(nèi)的一些院所建立了相對簡陋的試驗室，開展無線電干擾（騷擾）測試研究，同時參考前蘇聯(lián)和歐美國家標(biāo)準(zhǔn)制定我們國家自已的EMC標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)條件，自從1986年成立了全國無線電干擾標(biāo)準(zhǔn)化委員會后，我國才開始有組織有系統(tǒng)地對應(yīng)CISPR/IEC開展國內(nèi)EMC標(biāo)準(zhǔn)化工作。在確定PCB尺寸后，再確定元件的位置，一般來說，應(yīng)把模擬信號、高速數(shù)字電路、噪聲源(如繼電器、大電流開關(guān)等)這三部分合理分開，使相互間的信號耦合為最小。電路板的最佳形狀為矩形，長寬比為3：2或4：3，其尺寸大于200x150mm時，應(yīng)考慮電路板所受的機械強度。 對于電位器、可調(diào)電感線圈、可變電容器、微動開關(guān)等可調(diào)元件的布局應(yīng)考慮整機的結(jié)構(gòu)要求。對于集成電路尤其是數(shù)字電路，只要工藝允許，可使間距小至5～8mm?？朔姶鸥蓴_，最主要的手段就是接地。電子設(shè)備中地線結(jié)構(gòu)大致有系統(tǒng)地、機殼地(屏蔽地)、數(shù)字地(邏輯地)和模擬地等。如有可能，接地線寬度應(yīng)在2～3mm 以上。 合理設(shè)置退耦電容 性能好的高頻去耦電容可以去除高到1GHZ的高頻成份。去耦電容值的選取并不嚴(yán)格，可按C=1/f計算， 。一般R取1～2KΩ，～47uF。因此，城市中電磁能量密度每５－１０年增加１倍。電場強度可達50—100KV/m；頻譜很寬，作用范圍大，能在電子設(shè)備的導(dǎo)體中感應(yīng)出很大的瞬時電壓和電流，使電子設(shè)備、電路和元器件受到不同程度的干擾和破壞。信息處理設(shè)備的電磁輻射有兩方面影響： a、對電磁環(huán)境構(gòu)成污染b、對信息安全與信息保密構(gòu)成嚴(yán)重威脅海灣戰(zhàn)爭中，美國通過其間諜衛(wèi)星的TEMPEST接收系統(tǒng)截獲伊拉克及海灣地區(qū)的政治、軍事、經(jīng)濟情報，其相當(dāng)多的部分就是利用對方電子設(shè)備自身泄漏的電磁波獲取的。日本文獻做出的定義：“預(yù)測并控制變化著的地球和天體周圍的電磁環(huán)境、為協(xié)調(diào)環(huán)境所采取的控制方法、各項電氣規(guī)程的制定以及電磁環(huán)境的協(xié)調(diào)和電磁能量的合理應(yīng)用等”七、小結(jié)通過五周的電磁兼容的學(xué)習(xí)，以及宋恒力老師的講解，還有自己所查的資料，了解到印刷電路板設(shè)計是一項實踐性較強的工作，它要求設(shè)計人員要根據(jù)布局、布線等原則，善于隨具體情況靈活運用，設(shè)計中善于采用新的設(shè)計手段、吸取先進的設(shè)計經(jīng)驗、利用成熟的安裝工藝，并根據(jù)電磁兼容性原理，采取有效的技術(shù)措施減小電磁干擾，使電磁干擾控制到一定范圍內(nèi)，從而保證系統(tǒng)或設(shè)備的兼容性，設(shè)計出高性能、高可靠性的印制電路板。但要消除一些特殊的、小概率的干擾以獲得更高的電磁兼容性， 就要采用特殊的、更復(fù)雜的硬件抗干擾電路。以計算機視頻顯示器為例，其中各種印刷電路、各部件之間的電源、信號接口與連線、數(shù)據(jù)線、接地線等都可以產(chǎn)生程度不同的電磁輻射。它的后果是破壞電子設(shè)備而不傷害人（這與中子彈的效果恰好相反），這就是把核武器常規(guī)化了。因此，如何使電子設(shè)備能正常工作將變得越來越困難，并對釋放的干擾控制得越來越嚴(yán)格。 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(tǒng)的抗干擾能力。退耦電容的一般配置原則是：電源輸入端跨接10～100uF的電解電容器。去耦電容有兩個作用：一方面旁路除掉該器件的高頻噪聲。在低頻電路中，信號的工作頻率小于1MHz，它的布線和器件間的電感影響較小，而接地電路形成的環(huán)流對干擾影響較大， 因而應(yīng)采用一點接地。若線路板上既有邏輯電路又有線性電路，應(yīng)使它們盡量分開，分別與電源端地線相連，并盡可能加大線性電路的接地面積。印刷線路板上，要有多個返回地線，并都會聚到回電源的那個接點上，就是所謂單點接地。此外，盡量避免使用大面積銅箔，否則，長時間受熱時，易發(fā)生銅箔膨脹和脫落現(xiàn)象。 應(yīng)留出印制板定位孔及固定支架所占用的位置。易受干擾的元器件不能相互挨得太近，輸入和輸出元件應(yīng)盡量遠離。在確定元件的位置時要遵守以下原則：按照電路的流程安排各個功能電路單元的位置，便于信號流通，并使信號盡可能保持一致的方向。目前我國已制定了六十多項EMC國家標(biāo)準(zhǔn)，其中基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)為GB43651995電磁兼容術(shù)語；GB/T61131995無線電干擾和抗擾度測量設(shè)備規(guī)范。現(xiàn)代軍用裝備中大量電子設(shè)備密集狹小的空間相互間的電磁干擾非常嚴(yán)重，造成失靈、癱瘓、事故、甚至由于不能同時兼容工作遭受攻擊的情況屢見不鮮。工頻電源電壓的大幅度波動或電流沖擊有可能通過電源線進入計算機系統(tǒng)，使計算機出現(xiàn)運行錯誤或故障，甚至破壞計算機的某些部件。電磁波發(fā)射功率競相增大和社會“電子
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