電磁兼容設(shè)計(jì)知識講座內(nèi)容-文庫吧資料
2025-01-19 02:59本頁面
【正文】 一些典型結(jié)構(gòu)的波阻抗和衰減常數(shù)。z 采用一個(gè)大容量的電容器與一個(gè)下容量的電容器并聯(lián)的方法可以有效地改善自諧振頻率特性，當(dāng)大容量的電容器達(dá)到諧振點(diǎn)時(shí)，大電容的阻抗開始隨頻率增加而變大；小容量的電容器尚未達(dá)到諧振點(diǎn)，仍然隨頻率增加而變小并將對旁路電流起主導(dǎo)作用。z電容器的電容值（ uF） 1 z電容器的自諧振頻率（ MHz） 5 15 50z 電源板和接地板之間構(gòu)成的平板電容器也有自諧振頻率，這一諧振頻率如果與時(shí)鐘頻率如果與時(shí)鐘頻率諧振，就會(huì)使整個(gè)印制板成為一個(gè)電磁輻射器。電容器的自諧振頻率z應(yīng)該選擇諧振頻率高的電容器。噪聲能限制電路的帶寬，產(chǎn)生共模干擾。z退耦電容用來濾除高頻器件在電源板上引起的輻射電流，為器件提供一個(gè)局域化的直流，還能減低印制電路中的電流沖擊的峰值。旁路電容和退耦電容z加電容器來滿足數(shù)字電路工作時(shí)要求的電源平穩(wěn)和潔凈度。y為了減少平行走線時(shí)的串?dāng)_，必要時(shí)可增加印刷線條間的距離；或在走線之間有意識地安插一根零伏線，作為線條之間的隔離；z IC的電源管腳要加旁路電容（一般為 104）到地。特別是要注意時(shí)鐘部分的走線，因?yàn)檫@部分是整個(gè)電路中工作頻率最高的。z單面或雙面板的 電源線和地線應(yīng)盡可能靠近，最好的方法是電源線布在印制板的一面，而地線布在印制板的另一面，上下重合，這會(huì)使電源的阻抗為最低。要為模擬電路專門提供一根零伏線。專用零伏線和 VCC的走線寬度應(yīng) ≥ 1mm。z最后，接地板上充滿高頻電流和干擾場形成的渦流，因此，在接地點(diǎn)之間構(gòu)成許多回路，這些回路的直徑（或接地點(diǎn)間距）應(yīng)小于最高頻率波長的 1/20。印制板接地（續(xù) 〕z其次，接地電流流經(jīng)接地線時(shí)，會(huì)產(chǎn)主傳輸線效應(yīng)和天線效應(yīng)。所以，接地引線具有一定的阻抗并且構(gòu)成電氣回路，不管是單點(diǎn)接地還是多點(diǎn)接地，都必須構(gòu)成低阻抗回路進(jìn)入真正的地或機(jī)架。印制線條的寬度取決于線條阻抗的要求，太寬會(huì)減少布線的密度，增加成本；大窄會(huì)影響傳輸?shù)浇K端的信號的波形和強(qiáng)度。2W 原則z當(dāng)兩條印制線間距比較小時(shí)，兩線之間會(huì)發(fā)生電磁串?dāng)_，串音會(huì)使有關(guān)電路功能失常。多層 PCB的典型布層安排20H原則z20－ H原則 所有的具有一定電壓的印制板都會(huì)向空間輻射電磁能量，為減小這個(gè)效應(yīng)，印制板的物理尺寸都應(yīng)該比最靠近的接地板的物理尺寸小 20H，其中 H是兩個(gè)印制板面的間距。（ 時(shí)鐘電路和高頻電路是主要的干擾和輻射源，一定要單獨(dú)安排、遠(yuǎn)離敏感電路。數(shù)字信號有很寬的頻譜，是產(chǎn)生干擾的主要來源。如果一定要安排在同層；可采用開溝、加接地線條、分隔等方法補(bǔ)救。這樣的安排是為了產(chǎn)生通量對消作用。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)接地平面還對電源平面上分布的輻射電流起到屏蔽作用。z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長的器件，決不要選比電路要求時(shí)序快的邏輯器件。矩形的周期數(shù)字脈沖的傅立葉展開有下面形式，zt0是數(shù)字脈沖寬度， tr是數(shù)字脈沖的上升時(shí)問， T是數(shù)字信號的重復(fù)周期。 不同電壓電源的處理 ；z5V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(jì)z在進(jìn)行多層印制板設(shè)計(jì)時(shí)，首先要考慮的是帶寬。背板的布局z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z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。PCB走線的阻抗z走線的引線電感z h：導(dǎo)線距地面的高度； w：導(dǎo)線寬度z扁平導(dǎo)線z s：長度； w：寬度z兩根載有同方向電流的導(dǎo)體z 當(dāng) 時(shí)，z兩根載有反方向電流的導(dǎo)體z 當(dāng)導(dǎo)體相當(dāng)近時(shí)， ，確定元件的位置z不相容原則進(jìn)行分割z使用不同電源的電路要分開，電源線不相交，不跨區(qū)；zA、 D電路要分開z騷擾源與敏感器件分開z高速與低速數(shù)字電路分開印制電路板的布局z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。z法拉第電磁感應(yīng)定律：z 當(dāng)穿過閉合導(dǎo)體回路所限定面積的磁通量發(fā)生變化時(shí)，在該回路上將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢及其感應(yīng)電流。z其次，濾波器引線與安裝位置也是很有講究的問題。濾波器的種類常用的電源濾波器濾波器的安裝z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。z阻抗匹配z額定電壓、電流z絕緣電阻z尺寸、重量z使用環(huán)境z可靠性干擾的方式z共模干擾 是指電源線對大地，或中線對大地之間的電位差。x對于塑料殼體，是在其內(nèi)壁噴涂屏蔽層，或在汽塑時(shí)摻入金屬纖維 。x在強(qiáng)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。x對磁場的屏蔽需用鐵磁材料，如高導(dǎo)磁率合金和鐵。z上式中的各項(xiàng)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)。這種反射在兩個(gè)金屬的交界面上可能有多次的反射。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)向前傳播的過程中，被屏蔽材料所衰減。電磁場屏蔽的機(jī)理z電磁屏蔽體對電磁的衰減主要是基于電磁波的反射和電磁波的吸收兩種方式。若需要接地時(shí)，可選用非鐵磁材料（如銅、鋁）做支撐件。在安裝內(nèi)外兩層屏蔽體時(shí)，要注意彼此間的磁絕緣。對要屏蔽外部強(qiáng)磁場的，則屏蔽體外層要選用不易磁飽和的材料，如硅鋼等；而內(nèi)部可選用容易達(dá)到飽和的高導(dǎo)磁材料，如坡莫合金等。H1H0磁場屏蔽的機(jī)理磁場屏蔽的設(shè)計(jì)要點(diǎn)z提高磁場屏蔽效能的主要措施有：x 選用高導(dǎo)磁率的材料，如坡莫合金；x 增加屏蔽體的壁厚
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