(pcb)電磁兼容設(shè)計講座(編輯修改稿)
2024-08-31 18:00 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 而進入屏蔽體的能量 ， 在體內(nèi)向前傳播的過程中 ， 被屏蔽材料所衰減 。 這種物理過程被稱為吸收； x 在屏蔽體內(nèi)尚未衰減掉的剩余能量 ， 傳到材料的另一表面時 ，在遇到金屬與空氣不連續(xù)的交界面時 ， 會形成再次反射 ， 并重新返回屏蔽體內(nèi) 。 這種反射在兩個金屬的交界面上可能有多次的反射 。 屏蔽效能的計算 ?屏蔽效能 S＝ A＋ R＋ B （ dB） ?上式中 A為吸收損耗 ， R為反射損耗 ， B為正或負的修正項；當 A大于 15dB時 ， B可忽略不計 ， B是由屏蔽體內(nèi)反射波所引起的 。 ?上式中的各項可以視為相對于銅材料的導(dǎo)電系數(shù) σ 和導(dǎo)磁率 μ ， 頻率 f（ Hz） 以及所存在的各種物理參數(shù)的函數(shù) 。 ?機柜（或屏蔽盒）之屏蔽 結(jié)構(gòu)材料 ?適用于底板和機殼的材料大多數(shù)是良導(dǎo)體 ， 如銅 、 鋁等 ， 可以屏蔽電場 ， 主要的屏蔽機理是反射而不是吸收 。 ?對磁場的屏蔽需用鐵磁材料 ， 如高導(dǎo)磁率合金和鐵 。 主要的屏蔽機理是吸收而不是反射 。 ?在強電磁場環(huán)境中 ， 要求材料能屏蔽電場和磁場兩種成分 ，因此需要結(jié)構(gòu)上完好的鐵磁材料 。 屏蔽效率直接受材料厚度以及搭接和接地方法好壞的影響 。 ?對于塑料殼體 ， 是在其內(nèi)壁噴涂屏蔽層 ， 或在汽塑時摻入金屬纖維 。 屏蔽之搭接 ?清潔 ?氧化層 ?面接觸 ?螺釘?shù)木嚯x ?縫隙：導(dǎo)電襯墊 ?壓力 按優(yōu)先等級排列的各種襯墊 優(yōu)先等級 襯墊種類 備注1 金屬網(wǎng)射頻襯墊容易變形，壓力為 1 .4 k g /c m 時，衰減為 54 dB 。資料表明，頻率較低時衰減最大。用于永久密封較好，不適用于開與關(guān)的面板。2 銅鍍合金有很高的導(dǎo)電性和很好的抗腐蝕性能。彈性好，最適合用于和活動面板配合?？芍瞥芍感螚l、螺旋和鋸齒面。衰減性能常超過 1 0 0 dB 。3 導(dǎo)電橡膠適用于只需名義上連接和少量螺釘?shù)牡胤?。實現(xiàn)水汽密封和電氣密封經(jīng) 1 5 0 ℃ 、 48 小時老化后，體電阻率為 10 ~ 2 0 m Ω /c m ( m a x ) 。變形度限制值為 25% 。資料表明，頻率較高時衰減為最大。4 導(dǎo)電蒙布、泡沫襯墊在泡沫塑料上蒙一塊鍍銀編織物，形成一個軟襯墊，占去大部分疏松空間，主要為民用，適用于機柜和門板。穿孔 ?通風(fēng) ?導(dǎo)線 插箱的屏蔽處理 ?面板：金屬 U形面板 ?面板之間加金屬簧片 ?面板插針：定位＋ ESD泄放 ?導(dǎo)軌上簧片：配合插針泄放 ESD ?金屬之間的搭接：簧片 /導(dǎo)電襯墊 ?搭接處導(dǎo)電氧化或電鍍 濾 波 濾波器的特性 ?插入損耗 是在裝置濾波器前后負載端所接收能量之差異 ?頻率特性 是在裝置濾波器時插入損耗與頻率之對應(yīng)值。 ?阻抗匹配 ?額定電壓、電流 ?絕緣電阻 ?尺寸、重量 ?使用環(huán)境 ?可靠性 干擾的方式 ?共模干擾 是指電源線對大地，或中線對大地之間的電位差。 ?差模干擾 存在于電源相線與中線之間。 濾波器的種類 常用的電源濾波器 濾波器的安裝 ?首先，濾波器的外殼與設(shè)備的金屬機殼要有可靠的接觸。設(shè)備的金屬機殼應(yīng)該接大地。 ?其次，濾波器引線與安裝位置也是很有講究的問題。 信號濾波 ?電容 ?磁珠 ?共模電感 ?三端濾波器 印制電路板的電磁兼容性 印制電路板的布局 ?當高速、中速和低速數(shù)字電路混用時，在印制板上要給它們分配不同的布局區(qū)域。 ?對低電平模擬電路和數(shù)字邏輯電路要盡可能地分離。 背板的布局 ?在各 PCB板內(nèi)部模擬地與數(shù)字地要分開，背板上的模擬地和數(shù)字地也要分開 AD轉(zhuǎn)換器的接地處理 ?由于 AD轉(zhuǎn)換器的模擬地和數(shù)字地已在轉(zhuǎn)換器內(nèi)匯接，因此 PCB的模擬地和數(shù)字地的匯接點應(yīng)在轉(zhuǎn)換器下。 接地橋 ?對于特別敏感的線路或特別高頻的線路，要采用接地橋與周圍線路隔離，同時又可保證參考電平一致。 不同電壓電源的處理 ? ； ?5V信號的返回電流通過 5V電源平面； ? 5V之間的信號的返回電流通過 12nF的電容； 多層印制板的設(shè)計 ?在進行多層印制板設(shè)計時，首先要考慮的是帶寬。要強調(diào)的是：數(shù)字電路的電磁兼容設(shè)計中要考慮的是數(shù)字脈沖的上升沿和下降沿所決定的頻帶寬而不是數(shù)字脈沖的重復(fù)頻率。矩形的周期數(shù)字脈沖的傅立葉展開有下面形式， ?t0是數(shù)字脈沖寬度 ， tr是數(shù)字脈沖的上升時問 ， T是數(shù)字信號的重復(fù)周期 。 根據(jù)這個結(jié)果可以把方形數(shù)字信號的印制板設(shè)計帶寬定為 1／ π tr， 通常要考慮這個帶寬的十倍頻 。 ?選擇恰當?shù)钠骷窃O(shè)計成功的重要因素 ， 特別在選擇邏輯器件時 ， 盡量選上升時間比 5ns長的器件 ， 決不要選比電路要求時序快的邏輯器件 。 ? ?? ?? ? ? ?TtnTtnTttnTttnTttACrrrrrA //s i n//s i n2000???? ??????多層印制板的層間安排原則 ? 電源平面應(yīng)靠近接地平面 ， 并且安排在接地平面之下 。 這樣可以利用兩金屬平板間的電容作電源的平滑電容 ， 同時接地平面還對電源平面上分布的輻射電流起到屏蔽作用 。 ? 布線層應(yīng)安排與整塊金屬平面相鄰 。 這樣的安排是為了產(chǎn)生通量對消作用 。 ? 把數(shù)字電路和模擬電路分開 ， 有條件時將數(shù)字電路和模擬電路安排在不同層內(nèi) 。 如果一定要安排在同層；可采用開
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