【正文】 ? (6)地線設(shè)計。 ? (4)屏蔽與搭接設(shè)計。 ? (2)集成電路芯片的 EMC問題。 ? 4．接地線構(gòu)成閉環(huán)電路 ? 只由數(shù)字電路組成的印刷電路板，其接地電路布成圓環(huán)路大多能提高抗噪聲能力。因此應(yīng)將接地線加粗，使它能通過三倍于印制板上的允許電流。在數(shù)字部分，工作頻率高，地線阻抗變得很大，此時應(yīng)盡量降低地線阻抗，采用就近多點接地。 ? 高頻電路宜采用多點串聯(lián)接地，地線應(yīng)短而粗，高頻元件周圍盡量用柵格狀大面積地箔。在地線設(shè)計中應(yīng)注意以下幾點： ? 1．數(shù)字地與模擬地分開 ? 若電路板上既有高速數(shù)字電路，又有線性模擬電路，應(yīng)使它們盡量分開，兩者的地線不要相混，分別與電源端地線相連。將接地和屏蔽結(jié)合起來，可解決大部分干擾問題。 ? 解決公共阻抗耦合的方法是減小公共地線部分的阻抗，或采用并聯(lián)單點接地，徹底消除公共阻抗。當兩個電路共用一段地線時，會形成公共阻抗耦合。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 ? 地線造成電磁干擾的主要原因是地線存在阻抗，當電流流過地線時，會在地線上產(chǎn)生電壓，這就是地線噪聲。 因此在實際中 ， 沒有必要所有電路都并聯(lián)單點接地 ， 對于相互干擾較少的電路 ， 可以采用串聯(lián)單點接地 。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 ? 通過適當接地方式避免公共阻抗的接地方法是并聯(lián)單點接地 ， 如圖 1051所示 。這包括使用扁平導(dǎo)體做地線，用多條相距較遠的并聯(lián)導(dǎo)體接地線。 ? 另一個方法是通過適當?shù)慕拥胤绞奖苊庀嗷ジ蓴_的電路共用地線，一般要避免強電電路和弱電電路共用地線，數(shù)字電路和模擬電路共用地線。用光連接有兩種方法，一種是用光耦器件，另一種是用光纖連接 。 ? (3)使用光隔離器 ? 另一個切斷地環(huán)路的方法是用光實現(xiàn)信號的傳輸。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 ? (2)使用變壓器實現(xiàn)設(shè)備之間的連接 ? 利用磁路將兩個設(shè)備連接起來，可以切斷地環(huán)路電流。這樣對于 50 Hz的交流電流設(shè)備接地阻抗很小，而對于頻率較高的干擾信號，設(shè)備接地阻抗較大，減小了地環(huán)路電流。但有兩個問題需要注意，一個是出于安全的考慮，往往不允許電路浮地。 ? 因此，有以下幾種解決地環(huán)路干擾的方案。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 ? 10． 5． 3 地線干擾對策 ? 1．地環(huán)路對策 ? 從地環(huán)路干擾的機理可知，只要減少地環(huán)路中的電流就能減少地環(huán)路干擾。 ? 公共阻抗耦合，在數(shù)字電路中，由于信號的頻率較高，地線往往呈現(xiàn)較大的阻抗。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 ? 公共阻抗干擾，當兩個電路共用一段地線時，由于地線的阻抗，一個電路的地電位會受另一個電路工作電流的調(diào)制。由于這種干擾是電纜與地線構(gòu)成的環(huán)路電流產(chǎn)生的，因此成為地環(huán)路干擾。這個電流會在兩個設(shè)備的連接電纜上產(chǎn)生電壓。當電流較大時，這個電壓可以很大。但要注意的是，多根導(dǎo)線之間的距離不能過近。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 ? 當兩根導(dǎo)線相距較遠時，它們之間的互感很小，總電感相當于單根導(dǎo)線電感的一半。在電磁兼容中，人們最關(guān)心的交流阻抗。 ? 因此對于射頻電流，當電流流過地線時，電壓降是很大的。 ? 對于數(shù)字電路而言，電路的工作頻率是很高的，因此地線阻抗對數(shù)字電路的影響是較大的。 ? 任何導(dǎo)線都有電感，當頻率較高時，導(dǎo)線的阻抗遠大于直流電阻，表 1051給出的數(shù)據(jù)說明了這個問題。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 ? 要明白這個問題，首先要區(qū)分開導(dǎo)線的電阻與阻抗兩個不同的概念。地線的電磁兼容設(shè)計的目的是要保證地線電位盡量穩(wěn)定，從而消除干擾現(xiàn)象。因此，應(yīng)該將地線上的電位想像為大海中的波浪一樣，此起彼伏。 ? ⑦使用邏輯電路時凡能不用高速邏輯電路的就不用；在電源與地之間加去耦電容；注意長線傳輸中的波形畸變；用 RS觸發(fā)器作為按鈕與電子線路之間配合的緩沖。一般 R取 1～ 2 kΩ，C取 2． 2～ 47uF。 ? ④電容引線不能過長，尤其是高頻旁路電容引線更應(yīng)短。 ? ②原則上每個集成電路芯片都應(yīng)布置一個0． 01 uF的瓷片電容，如遇印制板空隙不夠，可每 4～ 8個芯片布置一個 1～ 10 uF的鉭電容。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 ? 退耦電容的一般配置原則是： ? ①電源輸入端跨接 10~100uF的電解電容器。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 ? 10． 4． 3 電源供電電路設(shè)計中的退耦電容 ? 電源供電電路電磁兼容設(shè)計的常規(guī)做法之一是在印制板的各個關(guān)鍵部位配置適當?shù)耐笋铍娙荨? PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 ? 3．脈沖電壓的吸收 ? 對脈沖電壓的電磁干擾可以采用壓敏電阻、固體放電管或瞬態(tài)電壓抑制二極管來吸收。 ? 將屏蔽接地，可以將高頻干擾通過這一新的分布電容引入地，從而起到抗電磁干擾的作用。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 ? 2．采用電源變壓器加靜電屏蔽 ? 由于電源變壓器一、二次側(cè)問存在分布電容，進入電源變壓器一次側(cè)的高頻干擾能通過分布電容耦合到電源變壓器的二次側(cè)。 ? 使用交流電源濾波器時，應(yīng)根據(jù)其兩端阻抗和要求的插入衰減系數(shù)選擇濾波器的型式。同時，使電源線、地線的走向和數(shù)據(jù)傳遞的方向一致，這樣有助于增強抗噪聲能力。另一種是地線噪聲，即在系統(tǒng)內(nèi)，如果在各部分的地線之間出現(xiàn)電位差或者存在接地阻抗便會引起接地噪聲。當電路從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)換為另一種狀態(tài)時，就會在電源線上產(chǎn)生很大的尖峰電流，形成瞬變的噪聲電壓。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 ? 10． 4 電源的電磁兼容設(shè)計 ? 供電電源常由于負載的通斷過渡過程、半導(dǎo)體器件的非線性、脈沖設(shè)備及雷電的耦合等因素，而成為電磁干擾源。信號線、控制線進穿出機殼時，要通過適當?shù)臑V波器。 ? 2．電源線進入機殼時，全部應(yīng)通過濾波器盒。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 ? 1035 穿透和開口 ? 1．要注意由于電纜穿過機殼使整體屏蔽效能降低的程度。信號線、控制線進穿出機殼時，要通過適當?shù)臑V波器。 ? 2．電源線進入機殼時，全部應(yīng)通過濾波器盒。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 ? 1035 穿透和開口 ? 1．要注意由于電纜穿過機殼使整體屏蔽效能降低的程度。純銀填料的橡膠將出現(xiàn)最嚴重的電化腐蝕。 ? 6．當需要活動接觸時，使用指形壓簧，并要注意保持彈性指簧的壓力。選擇硬韌性材料做成的襯墊，以便劃破金屬上的任何表面。 ? 5．選擇高導(dǎo)電率的和彈性好的襯墊。 ? 用釘或鉚接進行搭接時，應(yīng)首先在縫的中部搭接好，然后逐漸向兩端延伸，以防金屬表面的彎曲，保證緊固有足夠的壓力，以便在有變形應(yīng)力、沖擊、震動時保持表面接觸。 ? 2．在可能的情況下，接縫應(yīng)焊接；在條件受限制的情況下，可用點焊、小間距的鉚接和用螺釘來固定。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 ? 1034 搭接 ? 1．在底板和機殼的每一條縫隙和不連續(xù)處要盡可能好地搭接。屏蔽效率直接受材料的厚度以及搭接和接地方法好壞的影響。主要的屏蔽機理是吸收而不是反射。主要的屏蔽機理是反射信號而不是吸收。如果屏蔽體不完整，則渦流的效果降低，導(dǎo)致電磁場泄漏，屏蔽效果將大打折扣。這種反射在兩個金屬的交界面上可能有多次的反射。 ? （ 2）未被表面反射掉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，也就是所謂的吸收。 ? 1．電磁場屏蔽的機理 ? （ 1）當電磁波到達屏蔽體表面時，由于空氣與金屬的交界面上阻抗的不連續(xù)，對入射波產(chǎn)生反射。若需接地時，可選用非鐵磁材料 (如銅、鋁 )做支撐件。 2．設(shè)計要點 （ 1）選用高導(dǎo)磁材料，如坡莫合金： （ 2）增加屏蔽體的厚度，同時要與設(shè)備的重量相協(xié)調(diào)，減小屏蔽體的磁阻； PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 ? （ 3）被屏蔽的物體不要緊靠屏蔽體，以盡量減小通過被屏蔽物體體內(nèi)的磁通； ? （ 4）注意屏蔽體的結(jié)構(gòu)設(shè)計，接縫、通風(fēng)孔等均可能增加屏蔽體的磁阻，從而降低屏蔽效果； ? （ 5）對于強磁場的屏蔽可采用雙層磁屏蔽體的結(jié)構(gòu)。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 1032 磁場屏蔽 磁場屏蔽通常是指對直流或低頻磁場的屏蔽，其效果比電場屏蔽和電磁場屏蔽要差得多。一般采用電導(dǎo)率高的材料作屏蔽體，并將屏蔽體接地，使電力線在此終止，因而電場不會泄漏到屏蔽體外部。 屏蔽按機理可分為電場屏蔽、磁場屏蔽和電磁場屏蔽。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 電磁屏蔽的技術(shù)原理主要有兩種：一是反射，由于空氣和金屬屏蔽的電磁阻抗不同，使入射電磁電波產(chǎn)生反射作用。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 10． 3 屏蔽與搭接設(shè)計 屏蔽就是對空間區(qū)域進行金屬的隔離，以控制電場、磁場和電磁波的感應(yīng)和輻射。在這種情況下，元器件的布局和分區(qū)就成為決定設(shè)計優(yōu)劣的關(guān)鍵。 ④電源和地線單獨引出，電源供給處匯集到一點，不要對地進行分割，在電路板的模擬部分和數(shù)字部分下面敷設(shè)統(tǒng)一地。 ②遵循常規(guī)的元器件布局原則。分析返回地電流實際流過的路徑和方式。布線不能跨越分割電源之間的間隙。在電路板的所有層中，模擬信號只能在電路板的模擬部分布線。 PCB電磁兼容技術(shù) —