[信息與通信]emc電磁兼容基本介紹二-文庫(kù)吧資料
2025-03-28 02:49本頁(yè)面
【正文】 二層與倒數(shù)第二層為完整地平面 關(guān)鍵布線層 對(duì)于多層板，關(guān)鍵布線層（時(shí)鐘線、總線、射頻線、復(fù)位信號(hào)線等）應(yīng)與完整地平面相鄰，優(yōu)選兩地平面之間。 □ 為降低電源平面對(duì)地的阻抗，需要將 PCB的主電源平面與對(duì)應(yīng)的地平面相鄰排布并且盡量靠近，利用二者的耦合電容，降低電源平面的阻抗。 一、 PCB分層設(shè)計(jì) 鏡像平面：為一層與信號(hào)走線平面相鄰的銅箔 (電壓或接地平面 )，此鏡像平面對(duì) RF電 流 提供低阻抗 路 徑，并將 RF電 流 導(dǎo)入平面而不經(jīng)由空氣輻射來(lái) 降 低 EMI。 一個(gè) 8uA的共模電流，將在 3m遠(yuǎn)的地方產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)度為100uV/M的輻射電場(chǎng)。 差模輻射和共模輻射場(chǎng)強(qiáng)比較 較小的共模電流能夠產(chǎn)生強(qiáng)度很高的輻射，很多因素都能夠?qū)е鹿材ｋ娏?，很小的共模電流能和很大的差模電流產(chǎn)生相等的 RF能量，這是因?yàn)楣材ｋ娏鞑荒茉?RF返回路徑中進(jìn)行磁力線的抵消。 差模輻射和共模輻射在單板上的模型 通常把線地的發(fā)射定義為共模發(fā)射，由下圖知，若減小共模發(fā)射， 應(yīng)減小線的長(zhǎng)度 。 □ 由于走線的分布電容、電感，信號(hào)走線阻抗不連續(xù)，以及信號(hào)回流路徑流過(guò)了意料之外的通路等，差模電流會(huì)轉(zhuǎn)成共模電流。 ◎ 設(shè)備對(duì)外的干擾多以共模為主，差模干擾也存在，但是共模干擾強(qiáng)度常常比差模強(qiáng)度大幾個(gè)數(shù)量級(jí)。共模模式是是差分模式的負(fù)面效果。 □ 在任何電路中都存在共模電流和差模電流，他們決定了傳播的 RF能量大小。通常的四層板中專(zhuān)門(mén)設(shè)置一個(gè)電源面，它能夠在高頻時(shí)提供一個(gè)低的 “ 源 地 ” 阻抗； 射的環(huán) 路 最小，這保證 了 PCB的最小差模輻射和對(duì)外界干擾的敏感 度 。 （見(jiàn)下圖） 例：電路布局 例：電源層實(shí)例，不同顏色代表不同電壓 布線要求 ? 電源線 ,地線 : 加去耦電容 寬 度 : 地線 電源線 信號(hào)線 ? 數(shù)字 ,模擬共地處 理 數(shù)字電 路 頻 率 高 ,模擬電 路 敏感 度 高。 □ 時(shí)鐘線、信號(hào)和地線的位置：信號(hào)線與地線距離應(yīng)較近，形成的環(huán)面積較小。 ■ 最后布線：先 布置地線、電源線，再安排高速信號(hào)線，最后考慮低速信號(hào)線。 □ 根據(jù)元器件的位置可以確定印制板 連 接器各個(gè)引腳的安排。 □ 把 連 線關(guān)系密 切 的元器件盡 量 放在一起 ,尤其要使高速線盡 量 短；輸入輸出組件盡 量 遠(yuǎn) 離 ，以免相互干擾。波導(dǎo)允許截止頻率以上的信號(hào)通過(guò)，而截止頻率以下的信號(hào)則被阻止或衰減，這與高通濾波器的頻率特性相似。解決這種縫隙的方法就是截止波導(dǎo)。 度 ：一般為 ，面電阻為□ ，最高工作溫 度 為 210℃ 。因此在遠(yuǎn)場(chǎng)屏蔽電磁場(chǎng)時(shí)，高磁導(dǎo)率的金屬不能再屏蔽磁場(chǎng)了。 一般為了同時(shí)達(dá)到屏蔽近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)干擾的效果，常采用下圖所示的方法，在金屬屏蔽體上涂不同材料的鍍層。 3. 屏蔽技術(shù) ? 電磁屏蔽：即遠(yuǎn)場(chǎng)屏蔽 屏蔽效能 SE 3. 屏蔽技術(shù) 屏蔽效能與衰減量的關(guān)系 3. 屏蔽技術(shù) 電磁屏蔽原理：傳輸線理論或電磁場(chǎng)理論（高頻產(chǎn)生渦流，渦流再產(chǎn)生反向磁場(chǎng)，抵消源磁場(chǎng)） SE=R+A+B R反射損耗 A吸收損耗 B屏蔽體中多次反 射所引起的修正系數(shù) 3. 屏蔽技術(shù) 電磁屏蔽措施：一般情況下，相對(duì)磁導(dǎo)率和相對(duì)導(dǎo)電率的乘積越大，綜合屏蔽效能越大，常見(jiàn)的材料包括黃銅、鋁、鋼等都是較好的屏蔽材料，同時(shí)屏蔽體接地。 ：磁路定理。 ? 近場(chǎng) —電場(chǎng)屏蔽： 3. 屏蔽技術(shù) 靜電屏蔽原理（近場(chǎng)） :等電位體 靜電屏蔽措施： –屏蔽體應(yīng)當(dāng)良好接地； –敏感電路的暴露部分應(yīng)當(dāng)盡量小以減小騷擾源與敏感電路間的分布電容； –屏蔽體在敏感電路端應(yīng)當(dāng)良好接地； –應(yīng)當(dāng)使用具有良導(dǎo)體（如黃銅、鋁）來(lái)作為屏蔽體。 金 屬材 料 的屏蔽問(wèn)題，一般 都 是由于材 料 較薄、欲屏蔽的頻 率 低于 1MHz、以及孔徑等所造成。阻抗比值越大，則屏蔽效 率 SE越大。 PCB上的接面接地 3. 屏蔽技術(shù) 3. 屏蔽技術(shù) 3. 屏蔽技術(shù) 經(jīng)由小開(kāi)口的電磁穿透 3. 屏蔽技術(shù) 經(jīng)由大開(kāi)口的電磁穿透 3. 屏蔽技術(shù) 開(kāi)槽造成的輻射干擾 3. 屏蔽技術(shù) 屏蔽概念 ：是在 輻 射的電磁波傳播 路 徑上 加入阻抗的 不連 續(xù)性 ，并因此將其反射或吸收。 地層平面 地層平面較網(wǎng)格地有更小的等效電感和等效電阻，從而能夠大大的減小地線上的干擾電壓。 網(wǎng)格接地方式 ，可以有效的減小整個(gè)接地系統(tǒng)的接地阻抗，從而減小Vn和 In。 梳狀接地結(jié)構(gòu)： 避免使用 從右圖可以看出，梳狀接地方式存在地線過(guò)長(zhǎng)問(wèn)題，從而導(dǎo)致地阻抗過(guò)大，地阻抗上的共模電壓會(huì)驅(qū)動(dòng)共模電流向外傳導(dǎo)或輻射。 采用網(wǎng)格接地方式； 采用地平面方式； 地線阻抗（板極） 從圖中可看出，要減小走線阻抗，縮短走線長(zhǎng)度和增大走線寬度是很好的辦法。 屏蔽電場(chǎng) 避免 “ 豬尾巴 (pigtail)”連接方式 “ 豬尾巴 ” 連接方式下的輻射發(fā)射 “豬尾巴”連接方式下的輻射發(fā)射 改進(jìn)連接方式后的測(cè)試結(jié)果 例：電纜屏蔽層在接頭外殼上 360度端接 如何減小單板（ PCB板）接地阻抗： 增加地線走線寬度（ w） 。 切 斷地環(huán) 路 或在 兩 個(gè)電 路 間插入隔 離變壓器、共模扼 流 圈或光電耦合器等。 ● 混合接地 接地阻抗 地環(huán)路 ，當(dāng)有電 流 透過(guò)時(shí)，地在線必然產(chǎn)生壓 降 ， 兩 個(gè) 不 同接地點(diǎn)之間必然存在地電壓。 單點(diǎn)接地 串、并聯(lián)單點(diǎn)接地的混合接地方式 ? 多點(diǎn)接地 設(shè)備中的電 路 都 就近以機(jī)殼為 參 考點(diǎn)，而所有機(jī)殼又以地為 參 考。
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