[PCB抄板]PCB的EMC设计
在当今信息社会中,随着电子技术、计算机技术的飞速发展,电子产品越来越来越趋向高速、宽带、高灵敏度、高密集度和小型化,系统中采用的电子设备数量大幅增加,而且电子设备的频带日益加宽,功率逐渐增大,信息传输速率和灵敏度飞速提高,这些数字电路工作时。
会产生很强的电磁干扰,因此电磁兼容也就成为一个系统能否正常工作的关键,这种趋势定了
设计中电磁兼容(EMC)问题的。
重要性。
1.电磁兼容(EMC)
电磁兼容(Electromagnetic Compartibility---EMC直译为"电磁兼容性")一般指电气电子设备在共同的电磁环境中能执行各自功能的共存状态。它是研究在有限的空间、时间和频率资源下各种设备和系统可以相互共存而不至于造成性能下降甚至无法正常工作的科学。
它主要包括两个方面的内容:一是发射性;二是抗扰性。即电磁骚扰性和电磁敏感性。
电磁兼容是通过控制电磁干扰来实现的,解决电磁兼容问题,必须在干扰源和和传播途径上深入研究,找到相应的解决问题的办法。
2.PCB上的电磁干扰
元器件的高频寄生特性
在一块
上,导线、电阻、电容、电感等在不同频率下表现出不同的特性
导线:一般不把PCB上的走线看做射频辐射器,除非走线特别长,并且频率很高,导线就会具有天线效应。
电阻:在纯数字电路中,电阻主要是用作限流和确定固定电平。但在射频系统中,电阻对EMI的产生也是有贡献的。寄生电容存在于电阻的两端之间,它对极高频设计有很大的破坏。
电容:当电路频率超过电容自谐振频时,电容就出现电感特性了。电容器引脚上的寄生电感将使电容器在其自身谐振频率以上时表现为电感特性而失去其原有的功能。
电感:在数字电路中,电感用于对电磁干扰的抑制。对于电感来说,其电感阻抗随着频率的增加而增加,当频率很高时,高频信号的传递就会受到影响。
常见的电磁干扰
PCB设计中存在的电磁干扰主要有:
传导干扰传导干扰主要通过导线耦合及共模阻抗耦合来影响其它电路。例如噪音通过电源电路进入某一系统,所有使用该电源的电路就会受到它的影响。
串音干扰串音干扰是由电容性干扰和电磁性干扰所引起的,是一个信号线路干扰另外一邻近的信号路径。它通常发生在邻近的电路和导体上,用电路和导体的互容和互感来表征。
辐射干扰辐射干扰是由于空间电磁波的辐射而引入的干扰。PCB中的辐射干扰主要是电缆和内部走线间的共模电流辐射干扰。当电磁波照射到传输线上时,将出现耦合问题,沿线引起的分布小电压源可分解为共模(CM)和差模(DM)分量。