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硬件工程師手冊(cè) 聲明：本冊(cè)內(nèi)容是第一版，難免其中有許多不妥且需修正的地方，希望大家及時(shí)指正。另外，本冊(cè)也在不斷地更新和補(bǔ)充！每一季度更新一次。版本升級(jí)為0.3數(shù)級(jí)。 目 錄一、封面二、目錄三、前言四、第一章 概述第一節(jié) 硬件工程師的職責(zé)第二節(jié) 硬件工程師的基本素質(zhì)要求第三節(jié) 硬件工程師的基本知識(shí)范圍五、 第二章 硬件開(kāi)發(fā)規(guī)范化管理第一節(jié) 硬件開(kāi)發(fā)流程第二節(jié) 開(kāi)發(fā)流程實(shí)例和C流程輸出文檔第三節(jié) 硬件開(kāi)發(fā)相關(guān)內(nèi)部作業(yè)指導(dǎo)書(shū)六、 第三章 基本知識(shí)點(diǎn)第一節(jié) EMI/EMC設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)第二節(jié) 電源穩(wěn)定第三節(jié) MPEG相關(guān)知識(shí)第四節(jié) 傳輸線(xiàn)理論第五節(jié) 協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)七、 附件附件1 前 言“Everything should be made as simple as possible, but not simple.”Albert Einstein第一章 概述第一節(jié) 硬件工程師職責(zé)一個(gè)技術(shù)領(lǐng)先、運(yùn)行可靠的硬件平臺(tái)是公司產(chǎn)品質(zhì)量的基石，硬件工程師職責(zé)神圣，責(zé)任重大。1.硬件工程師應(yīng)勇于嘗試新的先進(jìn)技術(shù)之應(yīng)用，在產(chǎn)品硬件設(shè)計(jì)中大膽創(chuàng)新；2.堅(jiān)持采用開(kāi)放式的硬件架構(gòu)，把握硬件技術(shù)的主流和未來(lái)發(fā)展的方向，在設(shè)計(jì)中考慮到將來(lái)的技術(shù)擴(kuò)展及兼容；3.充分利用公司現(xiàn)有的成熟技術(shù)，保持產(chǎn)品技術(shù)上的繼承性；4.在設(shè)計(jì)中考慮成本，控制產(chǎn)品的性能價(jià)格比達(dá)致最優(yōu)、最省；5.技術(shù)開(kāi)放，資源共享，知識(shí)傳承，促進(jìn)公司整體的技術(shù)提升；6.一個(gè)的人進(jìn)步是有限的，只有一個(gè)團(tuán)體的進(jìn)步才是無(wú)前的。第二節(jié) 硬件工程師的基本素質(zhì)要求1.由需求分析至總體方案、詳細(xì)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)創(chuàng)造能力；2.熟練運(yùn)用設(shè)計(jì)工具，設(shè)計(jì)原理圖、PCB、軟件調(diào)試的能力；3.動(dòng)用仿真設(shè)備、示波器、音視頻分析儀、邏輯分析儀、頻譜分析儀調(diào)試硬件的能力；4.掌握常用的標(biāo)準(zhǔn)電路的設(shè)計(jì)能力，如PID電路、WDT電路、高（帶、低）通濾波電路、高速信號(hào)傳輸線(xiàn)的阻抗匹配電路等；5.問(wèn)題定位、問(wèn)題解決的能力；6.技術(shù)總結(jié)、文檔寫(xiě)作之能力；7.熟悉公司的開(kāi)發(fā)C流程作業(yè)；8.接觸供應(yīng)商、保守公司機(jī)密的素質(zhì)。第三節(jié) 硬件工程師的基本知識(shí)范圍1.對(duì)數(shù)字電路、模擬電路、濾波器有一定的認(rèn)識(shí)；2.了解音視頻編解碼原理；3.對(duì)AV信號(hào)的電性能指標(biāo)涵義有深刻認(rèn)識(shí)；4.有關(guān)EMI/EMC、ESD有一定的經(jīng)驗(yàn)；5.熟練使用以下軟件：PROTEL 99、ORCAD 9.01、POWER PCB 5.0、POWER LOGIC 5.01其二或以上；6.崗位說(shuō)明書(shū)，清晰地列出個(gè)人工作崗位的職責(zé)。工程師要清楚自己的職責(zé)所在。附件中是一份電子主管的崗位說(shuō)明，也希望每一位工程師按照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)要求自己，從這一點(diǎn)也體現(xiàn)了自己責(zé)任重大！第二章 硬件開(kāi)發(fā)規(guī)范化管理第一節(jié) 硬件開(kāi)發(fā)流程1.硬件開(kāi)發(fā)的基本流程產(chǎn)品硬件項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)，第一、要明確硬件總體需求情況，如RISC內(nèi)部架構(gòu)、處理能力、存儲(chǔ)容量及速度、主要功能，I/O端口的分配、接口要求、電平要求、特殊電路要求等等。第二、根據(jù)需求分析制定硬件總體方案，尋求關(guān)鍵器件及電阻的技術(shù)資料、技術(shù)途徑、技術(shù)支持，要比較充分地考慮技術(shù)可能性、可靠性以及成本控制，并對(duì)開(kāi)發(fā)調(diào)試工具提出明確的要求。并供應(yīng)商關(guān)鍵器件索取樣品。第三、總體方案確定后，作硬件和單板軟件的詳細(xì)設(shè)計(jì)，包括繪制硬件原理圖、單板軟件功能框圖及編碼、PCB布線(xiàn)，同時(shí)完成開(kāi)發(fā)物料清單、新器件代碼申請(qǐng)、物料申領(lǐng)。第四、領(lǐng)回PCB板及物料后由焊工焊好12塊單板，作單板調(diào)試，對(duì)原理設(shè)計(jì)中的各功能調(diào)試，必要時(shí)修改原理圖并作記錄。第五、軟硬件系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，一般的單板需硬件人員、軟件人員的配合。一般地，經(jīng)過(guò)單板調(diào)試后在原理及PCB布線(xiàn)方面有些調(diào)整，需第二次投板。第六、內(nèi)部驗(yàn)收合格，QT發(fā)測(cè)試報(bào)告，資料輸出。第七，試產(chǎn)跟蹤，并解決中新發(fā)現(xiàn)的一些問(wèn)題。達(dá)到量產(chǎn)以后，硬件項(xiàng)目完成開(kāi)發(fā)過(guò)程。2.硬件開(kāi)發(fā)C流程文件介紹 在我們公司C流程進(jìn)程大致分為六個(gè)階段，C0C5；對(duì)于硬件開(kāi)發(fā)工程師來(lái)說(shuō)，著重于C1C3三個(gè)流程。最初C0流程主要完成產(chǎn)品構(gòu)想階段及初步規(guī)劃，包括以下內(nèi)容：市場(chǎng)信息及競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品情報(bào)分析；分析內(nèi)部、外界可供運(yùn)用資源；顧客要求的評(píng)審及評(píng)估；確定產(chǎn)品的定位，對(duì)價(jià)格及成本預(yù)估；提出營(yíng)銷(xiāo)構(gòu)想：銷(xiāo)售時(shí)機(jī)、產(chǎn)品市場(chǎng)定位、價(jià)位水準(zhǔn)及銷(xiāo)售預(yù)測(cè)；衡量目標(biāo)及計(jì)劃的可行性；預(yù)算。C0完成以后依次進(jìn)入C1C3階段，每一階段完成以后，都會(huì)評(píng)審是否可行進(jìn)入下一流程。在C1C3階段，真正進(jìn)入產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段。具體細(xì)節(jié)可查看C流程設(shè)計(jì)控制程序（QP11）此可控制文件。進(jìn)入產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段以后，一定要按照C流程進(jìn)行設(shè)計(jì)。公司的規(guī)范化管理，是硬件開(kāi)發(fā)的規(guī)范化是一項(xiàng)重要內(nèi)容。硬件開(kāi)發(fā)規(guī)范化管理是在公司的新品專(zhuān)案管理及相關(guān)的硬件開(kāi)發(fā)文檔規(guī)范、PCB制作指導(dǎo)書(shū)等文件中規(guī)劃的。硬件開(kāi)發(fā)流程是指導(dǎo)硬件工程師按規(guī)范化方式進(jìn)行開(kāi)發(fā)的準(zhǔn)則，規(guī)范了硬件開(kāi)發(fā)的全過(guò)程。硬件開(kāi)發(fā)流程制定的目的是規(guī)范硬件開(kāi)發(fā)過(guò)程控制，硬件開(kāi)發(fā)質(zhì)量，確保硬件開(kāi)發(fā)能按預(yù)定目的完成。開(kāi)發(fā)C流程不但規(guī)范化了硬件開(kāi)發(fā)的全過(guò)程，同時(shí)也從總體上，規(guī)定了硬件開(kāi)發(fā)所應(yīng)完成的任務(wù)。作為一名硬件工程師深刻領(lǐng)會(huì)硬件開(kāi)發(fā)流程中各項(xiàng)內(nèi)容，在日常工作中自覺(jué)按流程辦事，是非常重要的，否則復(fù)雜的一個(gè)項(xiàng)目或若大一個(gè)公司就會(huì)走向混亂。所有硬件工程師應(yīng)把學(xué)習(xí)C流程、按C流程辦事、發(fā)展完成C流程、監(jiān)督C流程的執(zhí)行作為自己的一項(xiàng)職責(zé)，為公司的管理規(guī)范化做出自己的貢獻(xiàn)。另外，我們公司在OJT培訓(xùn)中，會(huì)有相關(guān)工程師定期講解C流程的相關(guān)事項(xiàng)。新進(jìn)工程師快速熟悉公司流程的一種途徑。3.硬件開(kāi)發(fā)詳解硬件開(kāi)發(fā)流程對(duì)硬件開(kāi)發(fā)的全過(guò)程進(jìn)行了科學(xué)分解，規(guī)范了硬件開(kāi)發(fā)的五大任務(wù)： 硬件需求分析 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 硬件開(kāi)發(fā)及過(guò)程控制 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)（硬件、軟件、方案商等） 文檔輸出及QT測(cè)試報(bào)告硬件開(kāi)發(fā)真正開(kāi)始應(yīng)在立項(xiàng)后，即接到立項(xiàng)任務(wù)書(shū)后，但在實(shí)際工作中，許多項(xiàng)目在立項(xiàng)前已做了大量硬件設(shè)計(jì)工作（我們公司已在C1流程中策劃）。立項(xiàng)完成后，項(xiàng)目組就已有了產(chǎn)品規(guī)格說(shuō)明書(shū)，系統(tǒng)需求說(shuō)明書(shū)及項(xiàng)目總體方案書(shū)，這些文件都已進(jìn)行過(guò)評(píng)審。項(xiàng)目組接到任務(wù)后，首先要做的硬件開(kāi)發(fā)工作就是要進(jìn)行硬件需求分析，撰寫(xiě)硬件需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)。硬件需求分析整個(gè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中是非常重要的一環(huán)，硬件工程師更應(yīng)對(duì)這一項(xiàng)內(nèi)在容加以重視。一項(xiàng)產(chǎn)品的性能往往是由軟件和硬件共同完成的，哪些是由硬件完成，哪些是由軟件完成，項(xiàng)目組必須在需求時(shí)加以細(xì)致考慮。硬件需求分析還可以明確硬件開(kāi)發(fā)任務(wù)。并從總體上論證現(xiàn)在的硬件水平，包括公司的硬件技術(shù)平臺(tái)是否能滿(mǎn)足需求。硬件需求分析主要有下列內(nèi)容?；九渲眉斑\(yùn)行環(huán)境硬件整體系統(tǒng)的基本功能和主要性能指標(biāo)硬件分系統(tǒng)的基本功能和主要功能指標(biāo)功能模塊的劃分關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)外購(gòu)硬件的名稱(chēng)型號(hào)、生產(chǎn)單位、主要技術(shù)指標(biāo)主要儀器設(shè)備內(nèi)部合作，對(duì)外合作，國(guó)內(nèi)外同類(lèi)產(chǎn)品硬件技術(shù)介紹可靠性、穩(wěn)定性、電磁兼容討論電源、工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)硬件測(cè)試方案從上可見(jiàn)，硬件開(kāi)發(fā)總體方案，把整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)一步具體化。硬件開(kāi)發(fā)總體設(shè)計(jì)是最重要的環(huán)節(jié)之一。總體設(shè)計(jì)不好，可能出現(xiàn)致命的問(wèn)題，造成的損失有許多是無(wú)法挽回的。另外，總體方案設(shè)計(jì)對(duì)各個(gè)單板的任務(wù)以及相關(guān)的關(guān)系進(jìn)一步明確，單板的設(shè)計(jì)要以總體設(shè)計(jì)方案為依據(jù)。而產(chǎn)品的好壞特別是系統(tǒng)的設(shè)計(jì)合理性、科學(xué)性、可靠性、穩(wěn)定性與總體設(shè)計(jì)關(guān)系密切。硬件需求分析和硬件總體設(shè)計(jì)完成后，要對(duì)其進(jìn)行評(píng)審。一個(gè)好的產(chǎn)品，特別是大型復(fù)雜產(chǎn)品，總體方案進(jìn)行反復(fù)論證是不可缺少的。只有經(jīng)過(guò)多次反復(fù)論證的方案，才可能成為好方案。進(jìn)行完硬件需求分析后，撰寫(xiě)的硬件需求分析書(shū)，不但給出項(xiàng)目硬件開(kāi)發(fā)總的任務(wù)框架，也引導(dǎo)項(xiàng)目組對(duì)開(kāi)發(fā)任務(wù)有更深入的和具體的分析，更好地來(lái)制定開(kāi)發(fā)計(jì)劃。硬件需求分析完成后，項(xiàng)目組即可進(jìn)行硬件總體設(shè)計(jì)，并撰寫(xiě)硬件總體方案書(shū)。硬件總體設(shè)計(jì)的主要任務(wù)就是從總體上進(jìn)一步劃分各單板的功能以及硬件的總體結(jié)構(gòu)描述，規(guī)定各單板間的接口及有關(guān)的技術(shù)指標(biāo)。硬件總體設(shè)計(jì)主要有下列內(nèi)容：系統(tǒng)功能及功能指標(biāo)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖及功能劃分單板命名系統(tǒng)邏輯框圖組成系統(tǒng)各功能塊的邏輯框圖，電路結(jié)構(gòu)圖及單板組成單板邏輯框圖和電路結(jié)構(gòu)圖關(guān)鍵技術(shù)討論關(guān)鍵器件總體審查包括兩部分，一是對(duì)有關(guān)文檔的格式，內(nèi)容的科學(xué)性，描述的準(zhǔn)確性以及詳簡(jiǎn)情況進(jìn)行審查。再就是對(duì)總體設(shè)計(jì)中技術(shù)合理性、可行性等進(jìn)行審查。如果評(píng)審不能通過(guò)，項(xiàng)目組必須對(duì)自己的方案重新進(jìn)行修訂。第二節(jié) 開(kāi)發(fā)流程實(shí)例和C流程輸出文檔開(kāi)發(fā)流程實(shí)例，下面每一環(huán)節(jié)都很重要，如果哪一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問(wèn)題，那么后期開(kāi)發(fā)就會(huì)得到必然的開(kāi)發(fā)延遲，所以硬件工程師一定在下面每一環(huán)節(jié)都要小心，小心，再小心：關(guān)鍵元器件選型；關(guān)鍵電路試驗(yàn)和記錄；原理圖編制；原理圖評(píng)審；印制板制作；樣板試制；硬件功能測(cè)試；硬件穩(wěn)定性測(cè)試； BSP調(diào)試； RTOS移植；（嵌入式系統(tǒng)）協(xié)議棧移植；軟件代碼編制策劃；軟件代碼單走讀；代碼單元調(diào)試；系統(tǒng)集成測(cè)試；樣機(jī)交付； 文檔輸出； 項(xiàng)目開(kāi)發(fā)總結(jié)報(bào)告（同硬件工程師作為主導(dǎo)提交報(bào)告）硬件總體設(shè)計(jì)方案通過(guò)后，即可著手關(guān)鍵器件的申購(gòu)，主要工作由項(xiàng)目組和供應(yīng)部來(lái)完成。關(guān)鍵元器件往往是一個(gè)項(xiàng)目能否順利實(shí)現(xiàn)的重要目標(biāo)。遵守公司的硬件設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范，必須對(duì)物料選用，以及成本控制等上加以注意。本書(shū)其他章節(jié)的大部分內(nèi)容都是與該部分有關(guān)的，希望大家在工作中不斷應(yīng)用，不斷充實(shí)和修正，使本書(shū)內(nèi)容更加豐富和實(shí)用。總之，硬件開(kāi)發(fā)流程是硬件工程師規(guī)范日常開(kāi)發(fā)工作的重要依據(jù)，全體硬件工程師必須認(rèn)真學(xué)習(xí)。公司規(guī)定在C流程中共列出如下文檔需硬件工程師輸出的文檔： 產(chǎn)品規(guī)格書(shū)； 硬件原理框圖； 電磁兼容關(guān)鍵元器件一覽表； 關(guān)鍵元器件清單； 產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)度表； 安全件清單； 產(chǎn)品設(shè)計(jì)說(shuō)明； 新品元器件聯(lián)絡(luò)單； 材料清單； 關(guān)鍵工藝說(shuō)明； 產(chǎn)品測(cè)試方案； 原理圖； 線(xiàn)路圖； 新元器件調(diào)試記錄； 整機(jī)元器件功耗一覽表； 關(guān)鍵元器件的數(shù)據(jù)手冊(cè)；第三節(jié) 硬件開(kāi)發(fā)相關(guān)內(nèi)部作業(yè)指導(dǎo)書(shū) 為了規(guī)范化管理，加快產(chǎn)品開(kāi)發(fā)進(jìn)度，使我們公司的產(chǎn)品在市場(chǎng)上更具體競(jìng)爭(zhēng)力；公司發(fā)布了以下產(chǎn)品開(kāi)發(fā)相關(guān)作業(yè)指導(dǎo)書(shū)：1. C流程設(shè)計(jì)控制程序（QP11）2. PCB板風(fēng)險(xiǎn)開(kāi)模申請(qǐng)單（WI-11-02）3. PCB設(shè)計(jì)、制作指導(dǎo)書(shū)4. 電磁兼容設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)WI261. 糾正預(yù)防措施控制程序2. 設(shè)計(jì)變更指導(dǎo)書(shū)3. 關(guān)鍵件清單（外銷(xiāo)）4. 新材料認(rèn)證、試用指導(dǎo)書(shū)5. 影碟機(jī)分廠產(chǎn)品PCB編號(hào)規(guī)則(附件一)6. 原材料樣品認(rèn)證報(bào)告單（WI-14-02）7. 試產(chǎn)作業(yè)指導(dǎo)書(shū)WI218. 產(chǎn)品允錯(cuò)報(bào)告(WI-21-01)9. CCC認(rèn)證作業(yè)指導(dǎo)書(shū)第三章 硬件工程師必備知識(shí)點(diǎn)第一節(jié) EMI/EMC設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)一、定義1.1電磁兼容性（Electromagnetic CompatibilityEMC）：設(shè)備（或模塊、分系統(tǒng)、系統(tǒng)，甚至包括人員等）在一個(gè)共同的電磁環(huán)境中能一起執(zhí)行各自功能的共存狀態(tài)。這個(gè)概念包括兩方面的內(nèi)容：1、設(shè)備自身能不受處于同一電磁環(huán)境中的其它設(shè)備的電磁干擾而正常工作（不出現(xiàn)功能降級(jí)），也就是說(shuō)它具有一定的抗干擾性（不敏感性）；2、設(shè)備工作時(shí)不會(huì)因其電磁發(fā)射而導(dǎo)致這一電磁環(huán)境中的其它設(shè)備工作失常，即它的電磁發(fā)射水平控制在一定的水平之下。1.2 電磁騷擾（Electromagnetic Disturbance）：可能引起裝置、設(shè)備或系統(tǒng)性能降低或?qū)τ猩?、無(wú)生命物質(zhì)產(chǎn)生損害作用的電磁現(xiàn)象，電磁騷擾可能是電磁噪聲，無(wú)用信號(hào)或有用信號(hào)，也可以是傳播媒介自身的變化。1.3 電磁干擾（Electromagnetic Interference）：電磁騷擾引起的設(shè)備、系統(tǒng)或傳播通道的性能下降，電磁騷擾的電磁干擾這兩個(gè)詞語(yǔ)在過(guò)去經(jīng)常是混用的，一般把電磁騷擾叫做電磁干擾（EMI）。但從上面的定義可以看出，兩者之間的區(qū)別是明顯的，前者是指電磁能量的發(fā)射過(guò)程，后者則強(qiáng)調(diào)電磁騷擾造成的結(jié)果。1.4 抗擾性（Immunity to Disturbance）：裝置、設(shè)備或系統(tǒng)面臨電磁騷擾而不降低運(yùn)行性能的能力。1.5 電磁敏感性（Electromagnetic SusceptibilityEMS）：在存在電磁騷擾的情況下，裝置、設(shè)備或系統(tǒng)不能避免性能降低的能力?？梢钥闯?，電磁敏感性與抗擾性是同一性能的正反兩個(gè)不同說(shuō)法，即敏感性高則意味著抗擾性能低。1.6 電磁兼容裕量（EMC Margin）：裝置、設(shè)備或系統(tǒng)的抗擾性限值與騷擾源的發(fā)射限值之間的差值。1.7 共阻抗耦合是指兩個(gè)以上不同電路的電流流過(guò)公共阻抗時(shí)產(chǎn)生的耦合。二、 內(nèi)容2.1 設(shè)計(jì)時(shí)采用分層與綜合設(shè)計(jì)法：2.1.1第一層：有源器件選擇及PCB設(shè)計(jì)；2.1.2、第二層：接地點(diǎn)的選取及地線(xiàn)的合理分布；2.1.3、第三層：屏蔽設(shè)計(jì)；2.1.4、第四層：濾波設(shè)計(jì)及瞬態(tài)騷擾抑制；2.1.5、第五層：綜合設(shè)計(jì)； 2.2切斷騷擾源的耦合途徑2.2.1對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行解剖分析，找出機(jī)器內(nèi)部的騷擾源與敏感源，根據(jù)其特性與機(jī)理，有針對(duì)性地進(jìn)行EMC設(shè)計(jì)。2.2.2目的A、避免傳導(dǎo)耦合；B、避免或減小共阻抗耦合；C、避免或減小感應(yīng)耦合；D、避免或減小輻射耦合；2.2.3 措施A. 傳導(dǎo)騷擾是通過(guò)電源線(xiàn)、信號(hào)線(xiàn)、互連線(xiàn)接地導(dǎo)體等進(jìn)行耦合的，解決傳導(dǎo)耦合的辦法主要是用濾波方法從導(dǎo)線(xiàn)上除去噪聲；B、 在電源線(xiàn)和接地導(dǎo)體上傳播的騷擾電流，通常都是通過(guò)共阻抗耦合進(jìn)入敏感電路的解決方法：讓每一個(gè)電路都有自己的回87r + 1.41Ln( ) )5.98h0.8W + tZ0=流路徑，從而避免兩個(gè)以上電路共用一條回流路徑；C、感應(yīng)耦合是導(dǎo)體之間以及某些部件（如變壓器，繼電器，電感器等）之間的主要騷擾耦合方式之一，它可分為電感應(yīng)耦合和磁感應(yīng)耦合兩種：a、電感應(yīng)（容性）耦合：一方面使敏感電路具有較低的輸入阻抗，另一方面可減小兩導(dǎo)體間的分布電容，如在兩條信號(hào)線(xiàn)之間夾入一條地線(xiàn)；b、 磁感應(yīng)（感性）耦合，一方面減小回路面積，另一方面可將導(dǎo)線(xiàn)緊貼在地平面上或使用雙絞線(xiàn)，或者適當(dāng)調(diào)整騷擾源和敏感電路的相對(duì)位置；D、輻射耦合：減小電路板上回路的面積，縮短互連線(xiàn)并采用屏蔽。2.3 有源器件的選擇和印制板的設(shè)計(jì)2.3.1 有源器件的選擇A、盡量減小晶振的頻率； B、選用上升沿/下降沿較為平緩的有源器件。2.3.2 選擇合適的去耦電容：C=I/（dv/dt）（p F ）A、本地去耦電容：對(duì)于CMOS邏輯器件，一般需選用0.001nF的電容，其位置應(yīng)盡可能靠近地并聯(lián)在器件的電源和接地管腳；B、整體去耦電容：整體去耦電容一般為印制電路板上所有負(fù)載電容C0之和的50100倍，其位置應(yīng)緊靠整個(gè)印制電路板外接電源線(xiàn)和地線(xiàn)；C、 f 100MHz時(shí)去耦電容抑制作用被削弱,應(yīng)采用抑制I噪聲的PCB設(shè)計(jì)方法，如調(diào)整電源面與地面的間距，選擇相對(duì)介電常數(shù)和減小電路板尺寸等。2.3.3共模電流和差模電流。A、 采用下述三種方法控制差模輻射：減小電流幅度；減小信號(hào)頻率f及其諧波，加大數(shù)字信號(hào)上升沿/下降沿tr；減小環(huán)面積S，將信號(hào)線(xiàn)緊挨接地回線(xiàn)。B、 采用下述方法減小共模輻射。 盡量減小激勵(lì)天線(xiàn)的源電壓，即地電位；提供與電纜串聯(lián)的高共模阻抗，即加共模扼流圈；將共模電流旁路到地；電纜屏蔽層與屏蔽殼體作3600端接。2.4在印制板級(jí)控制電磁發(fā)射和抗擾度2.4.1 PCB板的布線(xiàn)原則A、電路中的電流環(huán)路應(yīng)保持最??；B、信號(hào)線(xiàn)和回線(xiàn)應(yīng)盡可能接近；C、使用較大的地平面以減小地線(xiàn)阻抗；D、電源線(xiàn)和地線(xiàn)應(yīng)相互接近；E、在多層電路板中，應(yīng)把電源面和地平面分開(kāi)；F、通過(guò)鏡像平面消除電源面或地平面產(chǎn)生的騷擾對(duì)電子電路所造成的影響。2.4.2采用下述辦法減小電感：A、 盡量減小導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)度,如果不能,增加導(dǎo)線(xiàn)的寬度；B、 使回流線(xiàn)盡量與信號(hào)線(xiàn)平行并靠近。 2.4.3 印制板布線(xiàn)的方法A、在印制板布線(xiàn)時(shí)，應(yīng)先確定元器件在板上的位置，然后布置地線(xiàn)，電源線(xiàn)，再安排高速信號(hào)線(xiàn)，最后考慮低速信號(hào)線(xiàn)；B、元器件的位置應(yīng)接電源電壓、數(shù)字及模擬電路、速度快慢、頻率高低、電流大小等進(jìn)行分組，以免相互干擾。根據(jù)元器件的位置確定印制板連接器各個(gè)引腳的安排。所有連接器應(yīng)安排在印制板的一側(cè)，盡量避免從兩側(cè)引出電纜，減小共模輻射。a、 在考慮安全條件下，電源線(xiàn)應(yīng)盡可能靠近地線(xiàn)以減小差模輻射的環(huán)面積；b、 時(shí)鐘線(xiàn)，信號(hào)和地線(xiàn)的位置：時(shí)鐘線(xiàn)，信號(hào)線(xiàn)與地線(xiàn)盡量穿插安排； c、 當(dāng)需要在電路板上布置快速，中速和低速邏輯電路時(shí)，高速器件（快邏輯時(shí)鐘振蕩器等）應(yīng)放在緊靠邊緣連接器范圍內(nèi)，而低速邏輯和存儲(chǔ)器，應(yīng)遠(yuǎn)離連接器，這樣對(duì)共阻抗耦合，輻射和交擾的減小都是有利的。但當(dāng)高速器件帶有緩沖器或驅(qū)動(dòng)器時(shí)，可將緩沖器或驅(qū)動(dòng)器靠近邊緣連接器，而高速器件可適當(dāng)遠(yuǎn)離連接器；d、 應(yīng)避免印制電路板導(dǎo)線(xiàn)的不連續(xù)性：跡線(xiàn)寬度不要突變；導(dǎo)線(xiàn)不要突然拐角。2.5雙面板和多層板的布線(xiàn)規(guī)則2.5.1在高速數(shù)字電路中，應(yīng)該把印制跡線(xiàn)作為傳輸線(xiàn)處理，一般在印制電路板上使用的傳輸線(xiàn)是微帶線(xiàn)和帶狀線(xiàn)。2.5.2 地線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)A、地線(xiàn)網(wǎng)格可以使信號(hào)回流的平行地線(xiàn)數(shù)目大幅度地增加，從而使地線(xiàn)電感對(duì)任何信號(hào)而言都保持最小，這種地線(xiàn)結(jié)構(gòu)特別適用于數(shù)字電路；B、在進(jìn)行線(xiàn)路布線(xiàn)時(shí),應(yīng)首先將地線(xiàn)網(wǎng)格布好，然后再進(jìn)行信號(hào)線(xiàn)、電源線(xiàn)的布線(xiàn)。當(dāng)進(jìn)行雙面板布線(xiàn)時(shí),如果過(guò)孔的阻抗可以忽略,可以在線(xiàn)路板的一面走橫線(xiàn),另一面走豎線(xiàn)。高速信號(hào)盡量近地線(xiàn)；C、地線(xiàn)網(wǎng)格不適合低頻小信號(hào)模擬電路。為了降低對(duì)靜電放電（ESD）的敏感性，一個(gè)低阻抗的地線(xiàn)網(wǎng)格是很重要的，但是必須與主參考地結(jié)構(gòu)連接起來(lái)；D、在高速數(shù)字電路中，必須避免使用“梳狀”地線(xiàn)。2.5.3地線(xiàn)面：A、從EMC的角度看，地線(xiàn)面能減小地線(xiàn)阻抗，從而減小地線(xiàn)騷擾；B、在雙層板上使用地線(xiàn)面時(shí)，地線(xiàn)面必須位于需要這種低阻抗地線(xiàn)的信號(hào)走線(xiàn)的下面（或上面）；C、地線(xiàn)面上因分開(kāi)數(shù)字地和模擬地而需要開(kāi)槽時(shí)，高速信號(hào)線(xiàn)不應(yīng)跨越槽縫，以免環(huán)路面積擴(kuò)大；必要時(shí)可以槽上架“橋”。例如A/D變換器就可置于橋上，其“地”腳如果在模擬地一側(cè)，數(shù)字信號(hào)的回流就可過(guò)“橋”回到地腳，從而使環(huán)面積最小。2.5.4環(huán)路面積當(dāng)無(wú)法使用地線(xiàn)面時(shí)，為保證PCB的最小差模輻射和對(duì)外界騷擾的敏感度，必須在高頻電路或敏感電路的鄰近設(shè)置一根地線(xiàn)，以保證環(huán)路面積最小。2.5.5輸入輸出地的結(jié)構(gòu)A、為了給濾波或屏蔽電路提供一個(gè)“干凈地”，在布線(xiàn)時(shí)應(yīng)考慮在PCB上留一小區(qū)域作為“干凈地”，所有輸入輸出線(xiàn)的濾波和屏蔽必須聯(lián)到“干凈地”上，“干凈地”與內(nèi)部的地線(xiàn)只能在一點(diǎn)相連，這種布線(xiàn)可濾除共模電流；B、不應(yīng)將數(shù)字電路的地線(xiàn)面與模擬電路地線(xiàn)面的區(qū)域重疊，因?yàn)檫@樣會(huì)使數(shù)字信號(hào)耦合進(jìn)模擬電路。2.5.6 多層板的設(shè)計(jì)原則A、電源平面應(yīng)靠近地平面，并且安排在接地平面之下；B、 布線(xiàn)層應(yīng)安排與整塊金屬平面相鄰；C、把數(shù)字電路與模擬電路分開(kāi)，有條件時(shí)將數(shù)字電路與模擬電路安排在不同層內(nèi)。如果一定要安排在同層，可采用開(kāi)溝，加接地線(xiàn)條，分隔等方法；模擬的和數(shù)字的地、電源都要分開(kāi)，不能混用；D、在中間層的印制線(xiàn)條形成平面波導(dǎo)，在表面層形成微帶線(xiàn)；E、時(shí)鐘電路和高頻電路是主要的騷擾和輻射源，一定要單獨(dú)安排，遠(yuǎn)離敏感電路；F、不同層所含的雜散電流和高頻輻射電流不同，布線(xiàn)時(shí)不能同等看待；2.5.7 在確定印制線(xiàn)條間距和邊距時(shí)應(yīng)遵守下述以下原則：A、2-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是兩層印制板的間距。B、2-W原則當(dāng)兩條印制線(xiàn)間距比較小時(shí)，兩線(xiàn)之間會(huì)發(fā)生感應(yīng)耦合，會(huì)使有關(guān)電路功能失常。為此，應(yīng)保持任何線(xiàn)條間不小于二倍的印制線(xiàn)條寬度，即不小于2W，W為印制線(xiàn)路的寬度。印制線(xiàn)條的寬度取決于線(xiàn)條阻抗的要求，太寬會(huì)減少布線(xiàn)的密度，增加成本；太窄會(huì)影響傳輸?shù)浇K端的信號(hào)的波形和強(qiáng)度。2.6接地設(shè)計(jì)2.6.1接地的兩個(gè)含義：為電路或系統(tǒng)提供一個(gè)參考的等電位點(diǎn)或面。為電流流回源提供一條低阻抗路徑。2.6.2接地設(shè)計(jì)的原則A、在接地設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)實(shí)際情況選擇接地方式及接地點(diǎn)；B、考慮到趨膚效應(yīng)，接地線(xiàn)應(yīng)選用帶狀編織線(xiàn)；C、接地線(xiàn)與接地面的直流搭接阻抗應(yīng)小于2.5m。接地面應(yīng)經(jīng)過(guò)表面處理,避免氧化、腐蝕；D、選用合適的接地方式：浮地、單點(diǎn)接地、多點(diǎn)接地和混合接地；E、單點(diǎn)接地是指接地只是一個(gè)物理點(diǎn)被定義為接地參考點(diǎn)，其他各需要接地的點(diǎn)都直接接到這一點(diǎn)，在高頻時(shí)，當(dāng)接地線(xiàn)長(zhǎng)度可以與工作波長(zhǎng)相比擬時(shí)，就不能再用單點(diǎn)接地的方式而應(yīng)采用多點(diǎn)接地； F、混合接地：只對(duì)需要高頻接地的地方采用多點(diǎn)接地，其余用單點(diǎn)接地，地線(xiàn)長(zhǎng)度以0.050.15來(lái)衡量,超出此值的應(yīng)采用多點(diǎn)接地；G、有大電流突變的場(chǎng)合，要用單獨(dú)接地以減少對(duì)其他電路的瞬態(tài)耦合。2.6.3接地設(shè)計(jì)準(zhǔn)則A、電路尺寸小于0.05時(shí)可用單地接地，大于0.15時(shí)可用多點(diǎn)接地；對(duì)工作頻率很寬的系統(tǒng)要用混合接地；B、接地線(xiàn)要導(dǎo)電良好，避免高阻性，對(duì)信號(hào)線(xiàn)，信號(hào)回線(xiàn)，電源系統(tǒng)回線(xiàn)都要有單獨(dú)的接地系統(tǒng)，然后將這些回線(xiàn)接到參考點(diǎn)上；C、對(duì)于會(huì)出現(xiàn)較大電流突變的電路，要有單獨(dú)的接地系統(tǒng)，或者有單獨(dú)的接地回線(xiàn)以減小對(duì)其他電路的瞬態(tài)耦合；D、低電平電路的接地線(xiàn)必須交叉的地方，要使導(dǎo)線(xiàn)互相垂直；使用平衡差分電路，以盡量減小接地電路的騷擾影響；E、對(duì)于最大尺寸遠(yuǎn)小于0.05/4的電路，應(yīng)使用單點(diǎn)接地的雙絞線(xiàn)（是否屏蔽視實(shí)際情況而定），以使設(shè)備抗擾度最好；F、交直流線(xiàn)不能綁扎在一起；交流線(xiàn)本身要絞合起來(lái)；端接電纜屏蔽層時(shí)，應(yīng)采用360。端接，避免使用屏蔽層辮狀引出線(xiàn)；G、需要用同軸電纜傳輸信號(hào)時(shí)，要通過(guò)屏蔽層提供信號(hào)回路，低頻電路可在信號(hào)源端單點(diǎn)接地；高頻電路則采用多點(diǎn)接地；高頻、低電平傳輸線(xiàn)要用多層屏蔽，各屏蔽層用單點(diǎn)接地；H、從安全出發(fā)，測(cè)試設(shè)備的地線(xiàn)直接與被子測(cè)設(shè)備的地線(xiàn)聯(lián)接；要確保接地聯(lián)接裝置能夠應(yīng)付意外的故障電流，在室外終端接地時(shí)，能夠應(yīng)付雷電電流的沖擊。2.7 屏蔽2.7.1屏蔽原理及材料的選擇A、屏蔽技術(shù)用來(lái)抑制電磁騷擾沿空間的傳播即切斷輻射騷擾的傳播途徑。電磁騷擾沿空間的傳播是以電磁波的方式進(jìn)行的，可分為近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)；B、近場(chǎng)低頻磁場(chǎng)屏蔽可采用鐵、硅鋼片、坡莫合金等高導(dǎo)磁率材料進(jìn)行曲磁屏蔽或磁旁路。增加屏蔽厚度或采用多層屏蔽，可提高屏蔽效能，屏蔽體不需接地；C、近場(chǎng)高頻磁場(chǎng)屏蔽，因頻率較高的鐵磁性材產(chǎn)磁率下降，磁能增加，而應(yīng)采用高導(dǎo)電率金屬，也不需接地，但如果屏蔽體接地良好，則還可以同時(shí)屏蔽近聲高頻電場(chǎng)；D、遠(yuǎn)場(chǎng)電磁屏蔽，可采用高導(dǎo)電材料并接地；高頻時(shí)可采用薄層屏蔽。2.7.2 孔縫的處理：對(duì)非永久性接縫應(yīng)加導(dǎo)電襯墊導(dǎo)電通風(fēng)孔采用蜂窩式通風(fēng)板，顯示器采用導(dǎo)電玻璃。襯墊可以是彈簧片，金屬編織網(wǎng)襯墊，導(dǎo)電橡膠條等。 2.7.3 屏蔽體有導(dǎo)線(xiàn)的穿入穿出時(shí)，在屏蔽體上應(yīng)加裝貫通濾波器或?yàn)V波器連接器。2.8 濾波設(shè)計(jì)2.8.1信號(hào)濾波器構(gòu)造與阻抗關(guān)系A(chǔ)、元件的放置：a、濾波器的接地點(diǎn)直接與設(shè)備地連接。b、濾波器的輸入，輸出端應(yīng)分別在屏蔽體的兩側(cè)，以實(shí)現(xiàn)良好隔離。IL（dB）=20Log(1+Zs . Zl(Zs . Zl)Zt)B、插入損耗的計(jì)算：式中: Zs源阻抗（）zl負(fù)載阻抗（）Zt50歐姆系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)移阻抗（）2.8.2 電源線(xiàn)濾波器的安裝：A、濾波器盡量靠近電源入口處安裝；B、安裝時(shí)濾波器的輸入/輸出端盡量遠(yuǎn)離。避免干擾信號(hào)從輸入端直接耦合到輸出端；C、濾波器的接地點(diǎn)盡量靠近設(shè)備的接地點(diǎn)。2.8.3瞬態(tài)騷擾的抑制為了抑制瞬態(tài)騷態(tài)，應(yīng)在電源線(xiàn)，信號(hào)線(xiàn)輸入端加裝放電管，壓敏電阻或硅瞬變電壓吸收二極管。2.8.4綜合設(shè)計(jì)對(duì)屏蔽、濾波、接地等措施進(jìn)行綜合分析及補(bǔ)充。三、相關(guān)文件3.1. GB13837-97 聲音和電視廣播接收機(jī)及有關(guān)設(shè)備無(wú)線(xiàn)電干擾特性限值和測(cè)量方法3.2. GB/T13838-92 聲音和電視廣播接收機(jī)及有關(guān)設(shè)備輻射抗擾度特性允許值和測(cè)量方法3.3. GB/T9384-92 廣播收音機(jī)廣播電視接收機(jī)、磁帶錄音機(jī)、聲頻功率放大器（擴(kuò)音機(jī)）的環(huán)境試驗(yàn)要求和試驗(yàn)方法3.4.如何實(shí)現(xiàn)電磁兼容 中國(guó)電子學(xué)會(huì)電子產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略研究分會(huì) 白同云 編著第二節(jié) 電源穩(wěn)定穩(wěn)定電源是一個(gè)電子產(chǎn)品穩(wěn)定工作的動(dòng)力源；如果在產(chǎn)品最初設(shè)計(jì)時(shí)就把電源設(shè)計(jì)放在系統(tǒng)硬件的首位，那么整個(gè)產(chǎn)品的電磁兼容工程就預(yù)先完成了二分之一。所以，在這一節(jié)里，介紹一下開(kāi)關(guān)電源噪聲干擾的相關(guān)抑制和處理方法。平時(shí)我們所說(shuō)的噪聲一般都是指外來(lái)噪聲，如雷電和其它電子設(shè)備產(chǎn)生的噪聲，通過(guò)公共電網(wǎng)竄入到所使用的電器或儀器上的噪聲，這些都影響其使用效果。開(kāi)關(guān)電源的噪聲是電源本身產(chǎn)生的，開(kāi)關(guān)電源中的二極管和晶體管，在工作過(guò)程中產(chǎn)生的躍變電壓和電流，通過(guò)高頻變壓器、儲(chǔ)能電感線(xiàn)圈和導(dǎo)線(xiàn)等產(chǎn)生的噪聲經(jīng)過(guò)傳導(dǎo)和輻射方式污染交流電網(wǎng)，對(duì)通訊設(shè)備和電子儀器造成干擾。如果處理不當(dāng)，開(kāi)關(guān)電源就會(huì)變成一個(gè)噪聲源，因此我們必須引起充分的重視。開(kāi)關(guān)電源噪聲往往按它們給負(fù)載造成影響的形式分為：額定噪聲：是指在主回路引線(xiàn)間傳播的噪聲；共模噪聲：是指在主回路引線(xiàn)和機(jī)殼間傳播的噪聲；輻射噪聲：是指通過(guò)空間向外發(fā)射的噪聲。開(kāi)關(guān)電源噪聲傳遞的主要方式為 ：傳導(dǎo)耦合：噪聲經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)傳播進(jìn)入信號(hào)電路稱(chēng)作“傳導(dǎo)耦合”。交流電網(wǎng)長(zhǎng)線(xiàn)及信號(hào)電路中的和線(xiàn)都能引起傳導(dǎo)耦合。公共阻抗耦合：在同一個(gè)系統(tǒng)中電路與電路（或設(shè)備和設(shè)備）之間為了傳遞信號(hào)總需要一個(gè)公共點(diǎn)電位參考點(diǎn)，這就形成了公共阻抗，流經(jīng)公共阻抗的電流便將噪聲耦合到共它電路（或設(shè)備）中去。輻射耦合：所有元件或?qū)Ь€(xiàn)，當(dāng)有電荷運(yùn)動(dòng)時(shí)都會(huì)輻射電磁場(chǎng)，電磁場(chǎng)又分為近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)，遠(yuǎn)場(chǎng)的耦合方式以電磁輻射形式為主，近場(chǎng)耦合又分為電容性耦合和電感性耦合。所謂電容性耦合是指設(shè)備內(nèi)部元件和元件之間、導(dǎo)線(xiàn)和導(dǎo)線(xiàn)之間、導(dǎo)線(xiàn)和元件之間以及導(dǎo)線(xiàn)、元件和結(jié)構(gòu)件之件由于存在著分布電容引起的，如果高電位導(dǎo)體中有噪聲電壓，通過(guò)分布電容使低電位導(dǎo)體受到影響；電感性耦合是指導(dǎo)體中電流流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的磁通，通過(guò)互感被相鄰電路（或?qū)Ь€(xiàn)）耦合而感應(yīng)的電壓。開(kāi)關(guān)電源不僅能將電網(wǎng)上的噪聲經(jīng)輸出導(dǎo)線(xiàn)直接傳遞給負(fù)載，同時(shí)它本身產(chǎn)生的噪聲也將會(huì)通過(guò)上述方式傳遞給負(fù)載并返回電網(wǎng)，在電源機(jī)殼和輸入、輸出引線(xiàn)間傳遞的幅度大、頻率高的共模噪聲可以通過(guò)輻射的方式發(fā)射到空中，若輸出引線(xiàn)或主回路引線(xiàn)形成了“環(huán)”則環(huán)里耦合到磁通便感應(yīng)到噪聲，亦即共模噪聲雖然只在引線(xiàn)和機(jī)殼間傳遞，但通過(guò)近場(chǎng)感應(yīng)耦合，它將會(huì)有一部分在輸出引線(xiàn)間轉(zhuǎn)換成額定噪聲的形式。因此，如果用示波器在電源輸出端觀察紋波電壓時(shí)，除了鋸齒波和低頻調(diào)制波外，還可以看到疊加有尖峰噪聲。對(duì)于開(kāi)關(guān)電源的噪聲抑制和處理方法，主要有削弱噪聲源、屏蔽、濾波等幾種方法。1 削弱噪聲源開(kāi)關(guān)電源所產(chǎn)生的噪聲又可以分為尖峰噪聲、調(diào)制噪聲和紋波噪聲。其中紋波噪聲影響較小，其抑制方法與線(xiàn)性電源相同，在此不作重點(diǎn)介紹。( 1 ) 削弱調(diào)制噪聲方法在開(kāi)關(guān)電源中調(diào)制噪聲，主要是指工頻調(diào)制噪聲，主要是由于工頻濾波不好造成的。要想減小工頻噪聲，可采用較大的工頻濾波電容。除此之外,調(diào)制噪聲還有開(kāi)關(guān)頻率所產(chǎn)生的。它主要是由輸出濾波電容充、放電引起的。假如該電容容量較小，在重負(fù)載時(shí)會(huì)使充放電電流增大，便會(huì)產(chǎn)生較大的噪聲。要想削弱開(kāi)關(guān)頻率的調(diào)制噪聲，可增大輸出濾波電容的容量，最好選用低感或無(wú)感電容。（2）削弱尖峰噪聲的方法 所謂尖峰噪聲，實(shí)際上是一種有較大幅度的窄脈沖；它的頻帶比較寬而且諧波比較豐富。在天關(guān)電源中產(chǎn)生尖峰噪聲的原因主要有以下幾個(gè)方面： 一是開(kāi)關(guān)功率晶體管感性負(fù)載是高頻變壓器或儲(chǔ)能電感。在開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通的瞬間，變壓器初級(jí)出現(xiàn)很大的電流，它在開(kāi)關(guān)管過(guò)激勵(lì)較大時(shí)將造成尖峰噪聲。這個(gè)尖峰噪聲實(shí)際上是尖脈沖，它輕者造成干擾，重者有可能擊空開(kāi)關(guān)管。解決的辦法是：可在開(kāi)關(guān)管的集電極和發(fā)射極之間，并接一個(gè)RC串聯(lián)阻尼網(wǎng)絡(luò)或阻尼電容。該電容也可以并接在變壓器的初級(jí)繞組上，這樣不但可以縮短產(chǎn)生高變化率電流環(huán)路的長(zhǎng)度，從而減少噪聲的輻射，而且還可以增加開(kāi)關(guān)管集一射極電壓的上升時(shí)間，減少初級(jí)繞組上的電壓變化率，從而削弱尖弱峰噪聲。 二是由高頻變壓器產(chǎn)生的噪聲。當(dāng)開(kāi)關(guān)管處理截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，變壓器的漏感會(huì)使開(kāi)關(guān)管的集一射極間出現(xiàn)電壓過(guò)沖。由于漏感、引線(xiàn)電感和分布電容的存在，將在電路中產(chǎn)生振鈴噪聲。為了避免變壓器漏感造成電壓過(guò)沖，在設(shè)計(jì)制造變壓器時(shí)要盡可能地減小漏感和分布電容，并保證在任何情況下不發(fā)生磁飽和。除選用高導(dǎo)磁床，高居里點(diǎn)的磁心及采用緊耦合的繞制線(xiàn)圈工藝外，還可以在變壓器初級(jí)繞組上并聯(lián)一個(gè)由二極管和RC組成的阻尼網(wǎng)絡(luò)，它能用來(lái)阻尼變壓器次級(jí)繞組的振制二極管兩端的反向電壓。 三 是由輸出整流二極管產(chǎn)生的噪聲。在輸出整流二極管截止時(shí)，有一個(gè)反向電流，它恢復(fù)到零點(diǎn)的時(shí)間與結(jié)電容等因素有關(guān)。其中能將反向電流迅速恢復(fù)到零點(diǎn)的二極管，叫做硬恢復(fù)特性二極管。這種二極管在變壓器漏感和其它分布參數(shù)的影響下，將產(chǎn)生較強(qiáng)的高頻噪聲干擾，其頻率可達(dá)幾十兆赫。為了減小噪聲，可選用具有軟恢復(fù)特性的二極管，同時(shí)也可在整流二極管上并聯(lián)一個(gè)幾百皮法到幾萬(wàn)皮法的電容。 此外，為了對(duì)低頻和高頻都能獲得良好的濾波性能，抑制產(chǎn)生過(guò)大的尖峰電壓，濾波電容應(yīng)選用低感或無(wú)感電容。2 屏蔽對(duì)開(kāi)關(guān)電源的整體或局部進(jìn)行屏蔽是抑制電磁耦合及輻射干擾的有效措施。所謂屏蔽就是利用金屬板、網(wǎng)或盒將噪聲源密封起來(lái)，將電磁場(chǎng)強(qiáng)度限定在屏蔽或盒以上的空間，為了取得良好的效果、屏蔽材料盡量選用高導(dǎo)磁率和高導(dǎo)電率的金屬材料。材料厚度要滿(mǎn)足噪聲衰減的要求，原則上是材料越厚屏蔽效果越好。屏蔽盒密封要嚴(yán)，但考慮到散熱，屏蔽需留散熱孔。為了兼顧屏蔽和散熱兩者的效果，在保證散熱的情況下，要盡量少打孔、打小孔、打圓孔。屏蔽可以分為靜電屏蔽、電磁屏蔽和磁屏蔽。靜電屏蔽通常利用低電阻材料制成屏蔽罩，它能使內(nèi)部的電力線(xiàn)不傳到外部，同時(shí)外部的電力線(xiàn)不影響內(nèi)部，用以清除兩個(gè)電路之間由于分布電容的耦合而產(chǎn)生的干擾。如開(kāi)關(guān)電源靜電屏蔽主要用于高頻變壓器和開(kāi)關(guān)管上。在變壓器初、次級(jí)繞組之間卷一圈銅鉑隔離層，就能起到靜電屏蔽的作用。為了保證屏蔽效果，該銅鉑的尺寸應(yīng)與層間絕緣紙一樣大小，并且要接地。不接地或接地電阻過(guò)大，就不起屏蔽作用或屏蔽效果不好。為了抑制高壓開(kāi)關(guān)管截止時(shí)高電壓對(duì)電源機(jī)體的影響，可在開(kāi)關(guān)管的集電極和機(jī)體散熱器之間安放一層低電阻金屬板，并將該金屬板和發(fā)射極相連以抑制高壓開(kāi)關(guān)管和機(jī)體間的干擾。電磁屏蔽主要用來(lái)減小高頻電磁場(chǎng)的干擾，它利用電磁場(chǎng)在屏蔽體內(nèi)產(chǎn)生渦流起屏蔽作用，它的屏蔽方法與靜電屏蔽基本相同，可以不接地。但是由于不接地會(huì)增加靜電耦合和產(chǎn)生對(duì)干擾電壓的感應(yīng)，所以，盡管是電磁屏蔽，也還是接地為好。對(duì)于變壓器漏泄磁場(chǎng)產(chǎn)生的噪聲，可采用磁屏蔽的辦法加以解決。就是用銅板或鐵板軋制成變壓器外廓形狀，覆蓋在變壓器的外側(cè)既可。應(yīng)該引起注意的是，電磁屏蔽在低頻時(shí)不是十分有效的，屏蔽一個(gè)磁場(chǎng)要用諸如坡莫合金之類(lèi)的導(dǎo)磁率材料才行。為了防止脈沖變壓器，高頻變壓器等磁通的泄漏要用坡莫合金材料將它們罩起來(lái)，或是采用具有磁屏蔽作用的罐形鐵氧體磁心。除了對(duì)元器件進(jìn)行屏蔽之外，有時(shí)還需要將整個(gè)電源屏蔽起來(lái)，方法與上述基本相同。3 濾波濾波技術(shù)是抑制噪聲的一種有利的措施，尤其是低頻噪聲和傳導(dǎo)性噪聲。這里所說(shuō)的傳導(dǎo)干擾，是指通過(guò)電路從干擾源所在的領(lǐng)域傳導(dǎo)到另一領(lǐng)域的干擾，它包括被污染電網(wǎng)中的干擾進(jìn)入電源，并通過(guò)電源傳輸?shù)截?fù)載的干擾；負(fù)載產(chǎn)生的干擾反向竄入電源，并通過(guò)電源傳輸?shù)诫娋W(wǎng)和正向傳輸?shù)截?fù)載的干擾。 傳導(dǎo)干擾可分為常態(tài)干擾和共模干擾。常態(tài)干擾在兩導(dǎo)線(xiàn)之間傳輸，屬于對(duì)稱(chēng)性干擾。共模干擾在導(dǎo)線(xiàn)為常態(tài)干擾和其模干擾。常態(tài)干擾在兩導(dǎo)線(xiàn)之間傳輸，屬于對(duì)稱(chēng)性干擾。共模干擾在導(dǎo)線(xiàn)與地（機(jī)殼）之間傳輸，屬于非對(duì)稱(chēng)性干擾。在一般情況下，常態(tài)干擾幅度小、頻率低，所造成的干擾較??；共模干擾幅度大、頻率高，還可以通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)產(chǎn)生輻射，因而所告成的干擾較大。要清除或削弱傳導(dǎo)干擾，除了抑制干擾源以外，最有效的方法就是濾波技術(shù)，在開(kāi)關(guān)電源的輸出和輸入電路中設(shè)置濾波器。在設(shè)計(jì)濾器時(shí)要注意，濾波器本身必須屏蔽；屏蔽盒的蓋子和殼體要有良好的電氣接觸；所用的電容器的引線(xiàn)要盡可能的短；濾波器的輸入端和輸出端引線(xiàn)必須相互隔離；濾波器應(yīng)盡量靠近需要濾波的部件等。對(duì)于開(kāi)關(guān)電源來(lái)說(shuō)，因?yàn)楣β蚀?，結(jié)構(gòu)緊湊，其噪聲的產(chǎn)生和傳遞是頗為復(fù)雜的，各種措施的有效性亦將隨之而異，指望一種即簡(jiǎn)單又萬(wàn)能的方法是不現(xiàn)實(shí)的，通常在設(shè)計(jì)開(kāi)始時(shí)便著手考試噪聲的抑制，并始終貫穿在電路設(shè)計(jì)、元器件選擇、結(jié)構(gòu)工藝布局等到所有方面，往往在完成結(jié)構(gòu)時(shí)要通過(guò)反復(fù)實(shí)踐，才能得到較滿(mǎn)意的效果。第三節(jié) MPEG簡(jiǎn)介網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用最重要的目標(biāo)之一就是進(jìn)行多媒體通信。多媒體信息主要包括圖像、聲音和文本三大類(lèi)其中視頻、音頻等信號(hào)的信息量是非常大的。而且這些信息的表達(dá)方式、輸入、輸出的要求也各不相同，因此在多媒體通信中，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的表達(dá)和適當(dāng)處理是非常重要的。其中，多媒體信息的壓縮技術(shù)是多媒體通信領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一。MPEG應(yīng)運(yùn)而生，對(duì)多媒體通信的發(fā)展起到了革命性的推動(dòng)作用。MPEG是動(dòng)態(tài)圖象專(zhuān)家組的英文縮寫(xiě)，這個(gè)專(zhuān)家組始建于1988年，專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)為CD建立視頻和音頻標(biāo)準(zhǔn)，其成員均為視頻、音頻及系統(tǒng)領(lǐng)域的技術(shù)專(zhuān)家。由于ISO/IEC1172壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)是由此小組提出并制定MPEG由此揚(yáng)名世界。對(duì)于今天我們所范指的MPEG-X版本，是指一組由ITU和ISO制定發(fā)布的視頻、音頻和數(shù)據(jù)的壓縮標(biāo)準(zhǔn)。MPEG的締造者們?cè)却蛩汩_(kāi)發(fā)四個(gè)版本：MPEG1-MPEG4，以適用于不同帶寬和數(shù)字影像質(zhì)量的要求。后由于MPEG3被放棄，MPEG現(xiàn)在的版本：MPEG-1，MPEG-2，MPEG-4，MPEG-7?？傮w來(lái)說(shuō)，MPEG在三方面優(yōu)于其他壓縮/解壓縮方案。首先，由于在一開(kāi)始它就是做為一個(gè)國(guó)際化的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)研究制定，所以，MPEG具有很好的兼容性。其次，MPEG能夠比其他算法提供更好的壓縮比，最高可達(dá)200:1。更重要的是，MPEG在提供高壓縮比的同時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)的損失很小。MPEG-1MPEG-1制定于1992年，為工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)而設(shè)計(jì)，可適用于不同帶寬的設(shè)備，如CD-ROM、Video-CD、CD-i。它可針對(duì)SIF標(biāo)準(zhǔn)分辨率(對(duì)于NTSC制為352X240；對(duì)于PAL制為352X288)的圖象進(jìn)行壓縮，傳輸速率為1.5Mbits/sec，每秒播放30幀，具有CD(指激光唱盤(pán))音質(zhì)，質(zhì)量級(jí)別基本與VHS相當(dāng)。MPEG的編碼速率最高可達(dá)4- 5Mbits/sec，但隨著速率的提高，其解碼后的圖象質(zhì)量有所降低。MPEG-1也被用于數(shù)字電話(huà)網(wǎng)絡(luò)上的視頻傳輸，如非對(duì)稱(chēng)數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)路(ADSL)，視頻點(diǎn)播(VOD)，以及教育網(wǎng)絡(luò)等。同時(shí)，MPEG-1也可被用做記錄媒體或是在INTERNET上傳輸音頻。MPEG-2MPEG-2制定于1994年，設(shè)計(jì)目標(biāo)是高級(jí)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的圖象質(zhì)量以及更高的傳輸率。MPEG-2所能提供的傳輸率在3-10Mbits/sec間,其在NTSC制式下的分辨率可達(dá)720X486，MPEG-2也可提供并能夠提供廣播級(jí)的視像和CD級(jí)的音質(zhì)。MPEG-2的音頻編碼可提供左右中及兩個(gè)環(huán)繞聲道,以及一個(gè)加重低音聲道，和多達(dá)7個(gè)伴音聲道(DVD可有8種語(yǔ)言配音的原因)。由于MPEG-2在設(shè)計(jì)時(shí)的巧妙處理，使得大多數(shù)MPEG-2解碼器也可播放MPEG-1格式的數(shù)據(jù)，如VCD。MPEG-2除了做為DVD的指定標(biāo)準(zhǔn)外，MPEG-2還可用于為廣播，有線(xiàn)電視網(wǎng)，電纜網(wǎng)絡(luò)以及衛(wèi)星直播提供廣播級(jí)的數(shù)字視頻。MPEG-2的另一特點(diǎn)是，其可提供一個(gè)較廣的范圍改變壓縮比，以適應(yīng)不同畫(huà)面質(zhì)量，存儲(chǔ)容量，以及帶寬的要求。對(duì)于最終用戶(hù)來(lái)說(shuō)，由于現(xiàn)存電視機(jī)分辨率限制，MPEG-2所帶來(lái)的高清晰度畫(huà)面質(zhì)量(如DVD畫(huà)面)在電視上效果并不明顯，到是其音頻特性(如加重低音，多伴音聲道等)更引人注目。MPEG-4MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)主要應(yīng)用于視像電話(huà)(videophone)，視像電子郵件(VideoEmail)、電子新聞(Electronic news) 等，其傳輸速率要求較低，在4800-64000bits/sec之間，分辨率為176X144。MPEG-4利用很窄的帶寬，通過(guò)幀重建技術(shù)，壓縮和傳輸數(shù)據(jù)，以求以最少的數(shù)據(jù)獲得最佳的圖像質(zhì)量。MPEG7繼MPEG4 之后，要解決的矛盾就是對(duì)日漸龐大的圖像、聲音信息的管理和迅速搜索。針對(duì)這個(gè)矛盾，MPEG 提出了解決方案MPEG7。MPEG7力求能夠快速且有效地搜索出用戶(hù)所需的不同類(lèi)型的多媒體資料。該工作提議于1998年10月提出，預(yù)計(jì)于2001年初最終完成并公布。MPEG7 將對(duì)各種不同類(lèi)型的多媒體信息進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的描述，并將該描述與所描述的內(nèi)容相聯(lián)系，以實(shí)現(xiàn)快速有效的搜索。該標(biāo)準(zhǔn)不包括對(duì)描述特征的自動(dòng)提取，它也沒(méi)有規(guī)定利用描述進(jìn)行搜索的工具或任何程序。其正式的稱(chēng)謂“多媒體內(nèi)容描述接口。MPEG7可獨(dú)立于其它MPEG 標(biāo)準(zhǔn)使用，但MPEG4 中所定義的對(duì)音、視頻對(duì)象的描述適用于MPEG7，這種描述是分類(lèi)的基礎(chǔ)。另外我們可以利用MPEG7 的描述來(lái)增強(qiáng)其它MPEG 標(biāo)準(zhǔn)的功能。MPEG7 的應(yīng)用范圍很廣泛，既可應(yīng)用于存儲(chǔ)（在線(xiàn)或離線(xiàn)），也可用于流式應(yīng)用（如廣播、將模型加入Internet 等）。它可以在實(shí)時(shí)或非實(shí)時(shí)環(huán)境下應(yīng)用。如：數(shù)字圖書(shū)館（圖象目錄，音樂(lè)字典等）；多媒體名錄服務(wù)（如黃頁(yè)）；廣播媒體選擇（無(wú)線(xiàn)電信道，TV信道等）；多媒體編輯（個(gè)人電子新聞業(yè)務(wù)，媒體寫(xiě)作）等。數(shù)字視頻編解碼技術(shù)及其標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字視頻編解碼技術(shù)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)通常是由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO在國(guó)際電信聯(lián)盟ITU的技術(shù)建議的基礎(chǔ)上制訂的。其演變進(jìn)程如下圖所示：2003年5月，國(guó)際電聯(lián)已經(jīng)正式命名了H.264建議。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織在即將頒布的正式標(biāo)準(zhǔn)中將其命名為MPEG-4的第10部分，業(yè)界稱(chēng)其為AVC（Advanced Video Codec）。中國(guó)信息產(chǎn)業(yè)部于2002年批準(zhǔn)設(shè)立了“數(shù)字視音頻編解碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化工作組”（簡(jiǎn)稱(chēng)AVS）。2003年年底，該工作組將正式上報(bào)中國(guó)視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)的建議稿，該建議很可能會(huì)在2004年被批準(zhǔn)為部頒標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。AVS采取了與AVC相同的技術(shù)路線(xiàn)，但具體格式很可能不與AVC兼容。MPEG-4 Part 10 / H.264集中體現(xiàn)了當(dāng)今國(guó)際視頻編碼解碼技術(shù)的最新成果：在同等視覺(jué)品質(zhì)下, 壓縮比平均至少提高50%支持交互式應(yīng)用所需的低延遲模式支持隨機(jī)幀索取支持可變碼率支持多種分辨率下面的試驗(yàn)數(shù)據(jù)出自MPEG官方網(wǎng)站，給出了H.264 / H.26L與MPEG-2、MPEG-4的比較結(jié)果：H.264與MPEG-2的比較：在CIF尺寸、1Mbps碼率、30幀/秒的情況下，使用H.264算法制作的媒體流在3個(gè)分量的信躁比與使用MPEG2制作的媒體流相比，有不同程度的明顯的增益。H.264在極低碼率下與MPEG-4的比較：下圖表現(xiàn)了在極低碼率（32-128Kbps）的情況下，H.26L與MPEG-4相比具有性能倍增效應(yīng)，即：相同碼率的H.26L媒體流和MPEG-4媒體流相比，H.26L擁有大約3個(gè)分貝的增益（畫(huà)質(zhì)水平倍增）。32Kbps的H.26L媒體流，其信躁比與128K的MPEG-4媒體流相近。即在同樣的畫(huà)面質(zhì)量下，H.26L的碼率僅僅為MPEG-4的四分之一。H.26L在中低碼率下與MPEG-4比較：下圖表現(xiàn)了在中低碼率（32-128Kbps）的情況下，H.26L與MPEG-4相比具有性能倍增效應(yīng)。H.26L與MPEG-4的畫(huà)面效果比較如下圖：下圖左為MPEG-4在碼率為1Mbps情況下的畫(huà)面質(zhì)量，右為H.26L在碼率為512Kbps情況下的畫(huà)面質(zhì)量。同樣體現(xiàn)H.26L的性能倍增。待續(xù)第四節(jié) 傳輸線(xiàn)理論非理想的互連問(wèn)題現(xiàn)代的技術(shù)已經(jīng)朝著更高的速度和更小的封裝發(fā)展，這是一種不可改變的趨勢(shì)。隨之而來(lái)，在以前的數(shù)字設(shè)計(jì)過(guò)程中經(jīng)常被認(rèn)為微不足道或可以忽略的影響現(xiàn)在常常成為主要的設(shè)計(jì)焦點(diǎn)。在這些現(xiàn)代設(shè)計(jì)中必須被考慮的新變量中，非理想效應(yīng)就是其中的一個(gè)方面，比如頻域衰耗、阻抗不連續(xù)和蛇行線(xiàn)影響等等。這些高頻的效應(yīng)通常是很難模擬的，很多大學(xué)都正在不斷地研究中。所以，隨著系統(tǒng)速度的突飛猛進(jìn)，工程師們不僅要處理技術(shù)上的難點(diǎn)，還必須應(yīng)對(duì)大量的可變因素。在這里我們要解決許多由于非理想互連所帶來(lái)的問(wèn)題，它們都必須在現(xiàn)代設(shè)計(jì)中被考慮。這一章的焦點(diǎn)是過(guò)去的設(shè)計(jì)中被極大忽略，而現(xiàn)在卻成為關(guān)鍵的高速時(shí)的傳輸特性問(wèn)題。這里提出的許多模型中也存在許多缺點(diǎn)，就像過(guò)去簡(jiǎn)單模型中的缺點(diǎn)一樣，這些需要在將來(lái)被修訂。隨著一些模型的調(diào)整，讀者應(yīng)該一直明白這里有許多假設(shè)和近似被建立。4.1. 傳輸線(xiàn)損耗隨著技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)字系統(tǒng)正朝著更小、更快的方向發(fā)展，器件封裝和傳輸線(xiàn)的幾何尺寸都在縮小。而