【正文】 敏度、高密度和小型化，這種趨勢導致了 EMC問題更加嚴重。 電磁兼容的防治是一項系統(tǒng)工程 ,應該在設備和系統(tǒng)設計、研制、生產(chǎn)、使用與維護的各階段都予以充分的考慮和實施。 前一方面的要求稱為干擾發(fā)射 (EMI)要求 ， 后一個方面的要求稱為敏感度 (EMS)或抗擾度要求 。 可以進一步分為傳導發(fā)射 、 輻射發(fā)射 、 傳導敏感度 (抗擾度 )、 輻射敏感度 (抗擾度 )。這里所說的串音是較廣意義上的串音，不管其源信號是有用信號還是噪聲，串音用導線的互容和互感來表示。 PCB電磁兼容技術 — 湖南商務職院 ? 一般來說，在高頻時電容耦合是主要的，但如果源阻抗或接收器之一或兩者都采用屏蔽電纜并在屏蔽層兩端接地，則磁場耦合將是主要的。 ? 通過串音預測，可以保證 PCB上數(shù)字和模擬信號適當?shù)拈g距。 ? 由于數(shù)字電路的驅(qū)動電流較大，致使輻射的強度也較大；而高速時鐘脈沖和數(shù)字信號又使得輻射頻帶加寬。差模輻射的特點取決于閉合環(huán)路中電流特性；共模輻射由對地的干擾 (噪聲 )電壓引起。 PCB電磁兼容技術 — 湖南商務職院 影響 PCB電磁輻射的因素主要是 PCB的結(jié)構(gòu)和激勵因素： PCB的結(jié)構(gòu)不同，其輻射效果也不同，傳輸帶的長度、回路面積、地線走向、整體布局等都會影響到輻射效果。在確定的激勵狀態(tài)下，整機系統(tǒng)輻射水平的抑制和降低，必須從 PCB的輻射分析及布局的優(yōu)化設計著手。 消除輻射干擾最有效的方法是采取屏蔽，屏蔽噪聲源或屏蔽敏感電路。 2．電磁兼容的防治措施 解決電磁兼容問題應從產(chǎn)品的開發(fā)階段開始，并貫穿于整個產(chǎn)品或系統(tǒng)的開發(fā)、生產(chǎn)過程。 PCB電磁兼容技術 — 湖南商務職院 ? 在控制方法上，除了采用眾所周知的抑制干擾傳播的技術，如屏蔽、接地、搭接、合理布線等方法以外還可以采取回避和疏導的技術處理，如空間方位分離、頻率劃分與回避、濾波、吸收和旁路等等，有時這些回避和疏導技術簡單而巧妙，可以代替成本費用昂貴而質(zhì)量體積較大的硬件措施，收到事半功倍的效果?？刂聘蓴_源的發(fā)射，需要廣泛地應用屏蔽 (包括隔離 )、濾波和接地技術。 PCB電磁兼容技術 — 湖南商務職院 ? 電磁屏蔽是電磁兼容防治的重要手段。 ? 屏蔽一般分為兩種類型：一類是靜電屏蔽，主要用于防止靜電場和恒定磁場的影響，另一類是電磁屏蔽，主要防止交變電場、交變磁場以及防止交變電磁場的影響。 PCB電磁兼容技術 — 湖南商務職院 （ 2）隔離 隔離主要是運用繼電器、隔離變壓器或光電隔離器等器件來切斷電磁噪聲傳導形式的傳播途徑。 在一個電子系統(tǒng)中，通道之間的信號輻射會產(chǎn)生電磁干擾。如果是兩個音頻通道的信號干擾，則會出現(xiàn)串音現(xiàn)象。改善傳輸通道干擾的方法是在設計 PCB板時，高頻信號之間的布線盡量少平行，有條件的要插入地線。例如，電源濾波器對 50Hz的電源頻率呈現(xiàn)高阻抗，而對電磁噪聲頻譜呈現(xiàn)低阻抗。為了實現(xiàn)這兩在功能而設計的網(wǎng)絡都稱都稱為濾波器。由于導線的存在，往往會在線路板上產(chǎn)生過強的電磁輻射。在導線上使用信號濾波器是解決高頻電磁干擾輻射和接收很有效的方法。信號濾波器的使用可使脈沖信號的高頻成分大大減少 。通過電源線，電網(wǎng)上的干擾可以傳入設備，干擾設備的正常工作。 PCB電磁兼容技術 — 湖南商務職院 10． 2 印刷電路板中的電磁兼容設計方法 印刷電路板 (PCB)是電子產(chǎn)品中電路元件和器件的支撐件， PCB中的電磁兼容性直接決定著產(chǎn)品開發(fā)是否成功，決定著產(chǎn)品抗干擾能力的高低。 PCB電磁兼容技術 — 湖南商務職院 ? 常規(guī)的 EMI控制技術一般包括：元器件的合理布局、連線的合理控制、電源線、接地、濾波電容的合理配置等。 ? 無論設備產(chǎn)生電磁干擾發(fā)射還是受到外界干擾的影響，或者電路之間產(chǎn)生相互干擾，電路板都是問題的核心 。多層 PCB的電磁兼容設計要采用絕緣常數(shù)值按層次嚴格受控的高性能絕緣電路板。 PCB電磁兼容技術 — 湖南商務職院 ? 10． 2． 2 集成電路芯片的電磁兼容問題 ? 實際工作中 ， 設計工程師通常認為自己能夠接觸到的 EMC問題就是 PCB板級設計 。 ? 如果能夠深入了解集成電路芯片的內(nèi)部特征 ，可以簡化 PCB和系統(tǒng)級設計中的 EMI控制 。 2． IC封裝特征在電磁干擾控制中的作用 IC封裝通常包括硅基芯片、一個小型的內(nèi)部 PCB以及焊盤。 PCB電磁兼容技術 — 湖南商務職院 ? 10． 2． 3 濾波設計 ? 對于任何設備而言，濾波都是解決電磁干擾的關鍵技術之一。 ? 濾波器可以抑制交流電源線上輸入的干擾信號及信號傳輸線上感應的各種干擾。 PCB電磁兼容技術 — 湖南商務職院 交流濾波器的安裝及布線直接影響濾波器的性能，在其安裝布線中應注意以下幾點： (1)濾波器應安裝在機柜底部離設備電源入口盡可能近的部位，并加以絕緣，不要讓未經(jīng)過濾波器的電源線在機柜內(nèi)迂回。 (3)機殼內(nèi)的其他電器或電磁開關等應從濾波器的前端引線接到負載，或為這些干擾源單獨加裝濾波器。對 PCB上元器件合理規(guī)劃安放是布線的基礎，原件布局不僅會影響 PCB板上連接線的布通率，而且影響到 PCB的電磁兼容性及整個產(chǎn)品的質(zhì)量。 PCB電磁兼容技術 — 湖南商務職院 ? 在 PCB設計中，布局是一個復雜的工作，元器件布局的自動化程度仍然較低，人工干預的程度較高。 PCB電磁兼容技術 — 湖南商務職院 ? 電路板系統(tǒng)的布線包括：芯片到電路板、PCB板內(nèi)互連以及 PCB與外部器件之間的三類互連。 PCB電磁兼容技術 — 湖南商務職院 1．高頻數(shù)字電路 PCB的電磁兼容設計中的布局與布線 高頻數(shù)字電路 PCB布線規(guī)則如下。 ②主要信號線最好集中在 PCB板中心。 ④電源線盡可能遠離高頻數(shù)字信號線或用地線隔開，電路的布局必須減小電流回路，電源的分布必須是低感應的 (多路設計 )。最好加線間地線，以免發(fā)生反饋耦合。當銅 ? 箔厚度為 0． 05 mm、寬度為 1～ 1． 5 mm時，通過 2 A的電流，溫度不會高于 3℃ 。對于集成電路，尤其是數(shù)字電路，通常選 0． 02～ 0． 3mm導線寬度。導線的最小間距主要由最壞情況下的線間絕緣電阻和擊穿電壓決定。 PCB電磁兼容技術 — 湖南商務職院 ⑥印刷線路板的布線要注意以下問題： 電源線和地線盡可能靠近，整塊印刷板上的電源與地要呈“井”字形分布，以便使分布線電流達到均衡； )，傳輸線拐角要采用 45。 PCB電磁兼容技術 — 湖南商務職院 ? ⑦突出引線存在抽頭電感，要避免使用有引線的組件。 ? 在確定特殊元件的位置除遵循常規(guī)原則外，在電磁兼容性設計中還要遵循以下原則： ? 盡可能縮短高頻元器件之間的連線，設法減少它們的分布參數(shù)和相互間的電磁干擾。 ? 某些元器件或?qū)Ь€之間可能有較高的電位差，應加大它們之間的距離，避免放電引出意外短路。按照電路的流程安排各個功能電路單元的位置，使布局便于信號流通，并使信號盡可能保持一致的方向。以每個功能電路的核心元件為中心，圍繞它來進行布局。 一般電路應盡可能使元器件平行排列。 PCB電磁兼容技術 — 湖南商務職院 高速 PCB的設計方法必須能夠處理在較高頻段處產(chǎn)生的較強電磁場效應?；負p主要是由阻抗不匹配造成。 PCB電磁兼容技術 — 湖南商務職院 ? 2．混合信號電路 PCB的電磁兼容設計中的布局與布線 ? 混合信號電路 PCB是指 PCB中含有模擬電路和數(shù)字電路的 PCB，混合信號電路PCB的設計很復雜，元器件的布局、布線以及電源和地線的處理將直接影響到電路性能和電磁兼容性能。 ? ②在電路板的所有層中，數(shù)字信號只能在電路板的數(shù)字部分布線。 ? ③實現(xiàn)模擬和數(shù)字電源分割。必須跨越分割電源之間間隙的信號線要位于緊鄰大面積地的布線層上。 PCB電磁兼容技術 — 湖南商務職院 (2)混合信號電路 PCB的電磁兼容設計中的布局原則 ①將 PCB分區(qū)為獨立的合理的模擬電路區(qū)和數(shù)字電路區(qū)。 ③ A／ D轉(zhuǎn)換器跨分區(qū)放置。 PCB電磁兼容技術 — 湖南商務職院 ? 在混合信號電路 PCB設計中采用統(tǒng)一地，通過數(shù)字電路和模擬電路分區(qū)以及合適的信號布線，通?？梢越鉀Q一些比較困難的布局布線問題，同時也不會產(chǎn)生因地分割帶來的一些潛在的麻煩。如果布局布線合理，數(shù)字地電流將限制在電路板的數(shù)字部分，不會干擾模擬信號。 具體講，就是用屏蔽體將元部件、電路、組合件、電纜或整個系統(tǒng)的干擾源包圍起來，防止干擾電磁場向外擴散，防止外界電磁場的影響。二是吸收，進入金屬屏蔽內(nèi)的電磁波在金屬屏蔽內(nèi)傳播時，由于衰減而產(chǎn)生吸收作用。 PCB電磁兼容技術 — 湖南商務職院 ? 1031 電場屏蔽 ? 1．屏蔽機理 ? 將電場感應看成分布電容間的耦合。 ? 2．設計要點 ? （ 1）屏蔽板靠近受保護物，同時接地良好； ? （ 2）屏蔽板的形狀對屏蔽效能的高低有明顯影響，全封閉的金屬盒最好，但工程中很難做 ? 到； ? （ 3）電場屏蔽以反射為主，以良導體為好，屏蔽體的厚度不宜過大，而以結(jié)構(gòu)強度為主要 ? 考慮因素。 1．屏蔽機理 主要是依靠高導磁材料所具有的低磁阻，給低頻磁通提供一個閉合回路，將其限制在屏 蔽體內(nèi)，使得屏蔽體內(nèi)部的磁場大為減弱。 ? 對要屏蔽外部強磁場的情況，則屏蔽體的