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正文內(nèi)容

電磁兼容設(shè)計(jì)講座_如何讓設(shè)計(jì)的產(chǎn)品符合電磁兼容要求(編輯修改稿)

2025-02-02 02:59 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 蔽及磁場(chǎng)屏蔽的機(jī)理不同 , 電磁屏蔽對(duì)于電磁波的衰減有三種不同的機(jī)理: x 當(dāng)電磁波在到達(dá)屏蔽體表面時(shí) , 由于空氣與金屬的交界面上阻抗的不連續(xù) , 對(duì)入射波產(chǎn)生的反射 。 這種反射不要求屏蔽材料必須有一定厚度 , 只要求交界面上的不連續(xù); x 未被表面反射掉而進(jìn)入屏蔽體的能量 , 在體內(nèi)向前傳播的過(guò)程中 , 被屏蔽材料所衰減 。 這種物理過(guò)程被稱(chēng)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(shí) ,在遇到金屬與空氣不連續(xù)的交界面時(shí) , 會(huì)形成再次反射 , 并重新返回屏蔽體內(nèi) 。 這種反射在兩個(gè)金屬的交界面上可能有多次的反射 。 屏蔽效能的計(jì)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(fù)的修正項(xiàng);當(dāng) A大于 15dB時(shí) , B可忽略不計(jì) , B是由屏蔽體內(nèi)反射波所引起的 。 ?上式中的各項(xiàng)可以視為相對(duì)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(jī)柜(或屏蔽盒)之屏蔽 結(jié)構(gòu)材料 ?適用于底板和機(jī)殼的材料大多數(shù)是良導(dǎo)體 , 如銅 、 鋁等 , 可以屏蔽電場(chǎng) , 主要的屏蔽機(jī)理是反射而不是吸收 。 ?對(duì)磁場(chǎng)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(jī)理是吸收而不是反射 。 ?在強(qiáng)電磁場(chǎng)環(huán)境中 , 要求材料能屏蔽電場(chǎng)和磁場(chǎng)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(duì)于塑料殼體 , 是在其內(nèi)壁噴涂屏蔽層 , 或在汽塑時(shí)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(jí)排列的各種襯墊 穿孔 ?通風(fēng) ?導(dǎo)線(xiàn) 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(fù)載端所接收能量之差異 ?頻率特性 是在裝置濾波器時(shí)插入損耗與頻率之對(duì)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(xiàn)對(duì)大地,或中線(xiàn)對(duì)大地之間的電位差。 ?差模干擾 存在于電源相線(xiàn)與中線(xiàn)之間。 濾波器的種類(lèi) 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(jī)殼要有可靠的接觸。設(shè)備的金屬機(jī)殼應(yīng)該接大地。 ?其次,濾波器引線(xiàn)與安裝位置也是很有講究的問(wèn)題。 信號(hào)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(dāng)高速、中速和低速數(shù)字電路混用時(shí),在印制板上要給它們分配不同的布局區(qū)域。 ?對(duì)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(kāi),背板上的模擬地和數(shù)字地也要分開(kāi) 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(diǎn)應(yīng)在轉(zhuǎn)換器下。 接地橋 ?對(duì)于特別敏感的線(xiàn)路或特別高頻的線(xiàn)路,要采用接地橋與周?chē)€(xiàn)路隔離,同時(shí)又可保證參考電平一致。 不同電壓電源的處理 ? ; ?5V信號(hào)的返回電流通過(guò) 5V電源平面; ? 5V之間的信號(hào)的返回電流通過(guò) 12nF的電容; 多層印制板的設(shè)計(jì) ?在進(jìn)行多層印制板設(shè)計(jì)時(shí),首先要考慮的是帶寬。要強(qiáng)調(diào)的是:數(shù)字電路的電磁兼容設(shè)計(jì)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(kāi)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(shí)問(wèn) , T是數(shù)字信號(hào)的重復(fù)周期 。 根據(jù)這個(gè)結(jié)果可以把方形數(shù)字信號(hào)的印制板設(shè)計(jì)帶寬定為 1/ π tr, 通常要考慮這個(gè)帶寬的十倍頻 。 ?選擇恰當(dāng)?shù)钠骷窃O(shè)計(jì)成功的重要因素 , 特別在選擇邏輯器件時(shí) , 盡量選上升時(shí)間比 5ns長(zhǎng)的器件 , 決不要選比電路要求時(shí)序快的邏輯器件 。 ? ?? ?? ? ? ?TtnTtnTttnTttnTttACrrrrrA //sin//sin2000???? ??????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(shí)接地平面還對(duì)電源平面上分布的輻射電流起到屏蔽作用 。 ? 布線(xiàn)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(duì)消作用 。 ? 把數(shù)字電路和模擬電路分開(kāi) , 有條件時(shí)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(kāi)溝 、 加接地線(xiàn)條 、 分隔等方法補(bǔ)救 。 模擬的和數(shù)字的地 、 電源都要分開(kāi) , 不能混用 。 數(shù)字信號(hào)有很寬的頻譜 , 是產(chǎn)生干擾的主要來(lái)源 。 ? 在中間層的印制線(xiàn)條形成平面波導(dǎo) , 在表面形成微帶線(xiàn) , 兩者傳輸特性不同 。 ? 時(shí)鐘電路和高頻電路是主要的干擾和輻射源 ,
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