電磁兼容與電路板的可靠性設(shè)計

1、 本文由jimmy3973貢獻 pdf文檔可能在WAP端瀏覽體驗不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機查看。 第 卷第 期 年 月 電 子 工 藝 技 術(shù) 電磁 兼 容 與 電路 板 的可 靠性 設(shè) 計 劉建斌 ， 軍 ， 孫 田智會 （ 國航 天 時代 電子 公 司 中 廠 ， 西 寶雞 陜 ） 摘 要 ： 在印刷 電路板的電路設(shè)計階段就進行 電磁 兼容性設(shè)計是非 常重要 的。分析 了印刷 電 路 板 中電磁 干擾 產(chǎn) 生的機 理 ， 出 了如何 抑 制共 模 干擾 和 差模 干 擾 以及 串?dāng)_ 等提 高 印 制板 電磁 兼 提 容 性可 靠性 的方 法 。 關(guān)鍵 詞 ： 印刷 電路

2、 板 ； 電磁 兼容 ； 電磁 干擾 ； 串?dāng)_ ； 合 耦 中圖分 類號 ： 文 獻標識 碼 ： 文章 編號 ： （） ， ， （ ， ） ， ： ， ； ； ； ： ； ： （ ： ） 設(shè)備和系統(tǒng) 向外部環(huán)境發(fā)射的騷擾電平是通過 傳導(dǎo)和輻射的途徑形成的。如果設(shè)備作為一個黑盒 子， 那么 內(nèi)部騷擾源可通過電源電纜 和信號 電纜對 外形成傳導(dǎo)發(fā) 射 ， 同時通過殼體 向外輻射發(fā) 射 ； 反 之， 外部環(huán)境 電磁場感應(yīng)在電纜上的電壓形成電流 ， 對設(shè)備敏感電路形成干擾 。從騷擾源到受害設(shè)備離 共模 電流和差模電流都決定 了傳播 的 能量的大 小 。在 兩者 之 間有較 大 的 區(qū)別 。如 果 給定

3、 一 對導(dǎo) 線 或走 線 ， 一個 返 回參 考源 ， 么 這兩 種模 式 中的一種 那 將會存在。一般來說 ， 差分模 式信 號攜帶數(shù) 據(jù)或有 用信息 。共模模式是差分模式 電流 的負面效果 ， 并 對 電磁 兼容性 是 最麻 煩 的 。通 常把 線一 線 的發(fā) 射定 不開傳播途徑 ， 輻射的傳播途徑是空間， 而傳導(dǎo)的傳 播路徑是導(dǎo)體（ 電纜） 。 傳統(tǒng)的設(shè)計方法是用屏蔽 、 濾波和接地解 決電 纜 口和殼體帶來 的 問題 。但是大多數(shù) 干擾是 在印制板電路上產(chǎn)生的 ， 因此 ， 在印制板的電路設(shè)計 階段 ， 應(yīng)該 考 慮 電磁 兼 容設(shè)計 。 就 電磁 干擾 產(chǎn) 生 的機 理 及 電磁 兼

4、容設(shè) 計 義為差模發(fā)射。把線一地的發(fā)射定義為共模發(fā)射。 由閉合 回路產(chǎn)生的最大的場強是 一 一 ， 、 式 中：一最大輻射場強（ ； ） 一 回路和測量天線之間的距離（ ； ） 頻率 （ ； ） 一 差 模 電流 和共模 電流 ，一 電流 （ ） ； 差模發(fā)射和共模發(fā)射 任何電路都存在共模（ ） 和差模 （ ） 電流。 回路 面 積 （ ） 。 由式 （ ） 以看 出 ， 強和 回路面積成 正 比。 可 場 作者簡介 ： 劉建斌 （ 一 ） 男 ， ， 主要從事于慣性 元件 、 儀表 、 自動控制 、 電一體化等產(chǎn) 品的研制開 發(fā)工 作 。 機 電 子 工 藝 技 術(shù) 第 卷第 期 為減小差模

5、發(fā)射 電平 ， 除減小源電流外 ， 應(yīng)該減小環(huán) 電路 的面積 。 抑制 內(nèi)的差模和共模 電流 ， 以及 由此引起 的 干擾 ， 基 本 的就 是 通 量 抵 消 法 或 通 量 最 小 最 化 。 電流 在走 線 中流 動 產(chǎn) 生 磁力 線 ， 些磁 力 線 產(chǎn) 這 共模輻射是 由于在電路設(shè)計之外的電壓降造成 的， 這種電壓降致使 電路 的一些接地部分的電壓 比 真實的參考地面高 。與受影響的接地系統(tǒng)相連的電 纜就作為天線 ， 輻射共模 的場分量 。遠場分量可用 下 式 描述 ： ： 生電場 ， 這兩種場都會 輻射 能量。如果我們將 磁力線抵消或減小 到最小 ， 那么將不會存在 能 量， 也就

6、抑制了干擾。 主要 采取 以下 幾 點 ： 安 排 時 鐘 走 線 臨 近 接 （） 地平面（ 多層板 ） 接地柵格或接地線 （ 、 雙面板 或單 面板 ） （ ） ； 仔細選擇邏輯系列器件 以使元件輻射分 離出的 能量最小 ； 通過減小時鐘產(chǎn)生電路 中 （） 的 驅(qū)動電壓來減小走線 中的 電流 ； 減小 （） 電源和接地結(jié)構(gòu) 中的噪音 ； 當(dāng)有外部 電纜 （） 提供時正確應(yīng)用旁路 電容 ； 為那些輻射大量 內(nèi) （） 部共模 能量 的元件提供接地散熱器 ； 在 （） 布局和布線時盡量使 電路達到某種平衡 。 串?dāng)_及 串?dāng)_ 的抑制 串?dāng)_ 串?dāng)_是 設(shè)計 中的重要 部 分 之 一 ， 在設(shè) 計 的

7、（） 式中 ： 一 發(fā)射系數(shù) ； ， 共模 電流（ ） ； 線 的長度 （ ； 一 ） 產(chǎn) 發(fā)射的頻率 （ ） ； 距離 （ 。 ） 由式（ ） 以看 出場強和 電纜 的長度成正 比 ， 可 減小共模發(fā)射 應(yīng)降低共模 電流和縮短 電纜線 的長 度。 差模和共模的轉(zhuǎn)變 當(dāng)存在兩個具有不 同阻抗 的信號線 （ 或?qū)w ） 時差模和共模就可以互相轉(zhuǎn)變。這些阻抗主要 由與 走 線 （ 內(nèi)在 電 纜 ） 或 的物 理 布 線 相 關(guān) 的導(dǎo) 線 或 梳 狀 電容和電感決定。對于大部分 的 布線來說 ， 主 要是控制網(wǎng)絡(luò)中的寄生電容和電感 ， 并使其最小 ， 從 而避免差模和共模的產(chǎn)生 。 如圖 中差模 電

8、流 ， 是需要 的信號 ， 它要流經(jīng) 負載 。共模電流 ， 不直接經(jīng)過 ， 。 它將經(jīng)過 和 ， 后通過 回流結(jié) 構(gòu) 返 回 。阻抗 和 并 不 然 是物理元件 ， 它們是 網(wǎng)絡(luò) 中存在著 的寄生 電容或寄 生電感的轉(zhuǎn)移阻抗。如果 和 不等 電壓差將正 比于 阻抗差 。 ， 一， ， （ 一 ） （ ） 。 。 。 任一環(huán)節(jié)都需要考慮。串?dāng)_是指走線 、 導(dǎo)線 、 走線和 導(dǎo)線 、 電纜束 、 元件及其它易受電磁干擾的電子元件 之間的不希望有的電磁耦合 。 串?dāng)_是 傳播的主要途徑 ， 引起走線間干 會 擾。串?dāng)_包括電容耦合和電感耦合 。電容耦合通常 是因為走線位于另一走線上方或參考層上方 。電感

9、 耦合通常是因為物理位置上十分接近的走線 。對于 并行走線 ， 串?dāng)_有兩 種方式 ： 向和后 向。在 前 中， 后向串?dāng)_通常 比前向串?dāng)_更值得考慮 。電路 中 源與受干擾走線 間阻抗越大產(chǎn)生的串?dāng)_ 電平越高。 電感串?dāng)_可 以通過增加走線與傳輸線或?qū)Ь€間的邊 到邊間隔或最小化走線距離參考層上的高度而得到 控制 。 串?dāng)_ 的抑制 所以對外界敏感 的電路必須通過某種方式達到 平衡 ， 使得每個導(dǎo)體的引線或梳狀 電容 以及寄生 電 容相 等 。 為了抑制印刷電路板導(dǎo)線之間的串?dāng)_ ， 在設(shè)計 布線時應(yīng)注意 以下幾條 ： 根據(jù) 電路 的功能分類 （） 邏輯器件 ， 合理布局電路板 ； 盡量避免長距離 的

10、（） 平行走線 ， 盡可能拉開線與線之間的距 離以最小化 電感耦合 ， 信號線與地 線及 電源線 盡可能不交叉 ； （） 在一些對于敏感 的信號線之間 ， 設(shè)計 一根接地 印刷線 ， 可以有效地抑制串?dāng)_ ； 元件要遠離 （） 互連接 口及其它易受數(shù)據(jù)干擾及耦合影 響的區(qū)域 ； 圖 差模 轉(zhuǎn) 共模 （） 降低信號到地 的參考距離 ； 降低走線阻抗 和 （） 信號驅(qū)動電平 ； 把高噪聲發(fā)射體 （ （） 時鐘 、 、 高 差模和共模干擾的抑制 年 月 劉建斌等 ： 電磁兼容 與電路板 的可靠性 設(shè)計 速互連等） 分割或隔離在 不同的區(qū)域 ； 對 時鐘周 （） 期走線 、 差分走線 、 復(fù)位線等一些關(guān)

11、鍵的系統(tǒng)走線強 制 使用 原 則 （ 線 間 的距 離 間隔 必須 是 單一 走 走 流產(chǎn) 生 的干 擾較 大 ， 以要 采用 一 點接 地 ， 所 使其 不 形 成回路 ； 當(dāng)信 號頻率 高于 ， 時 由于布線 的 電感 效應(yīng) 明顯 ， 線 阻抗 明顯 增 加 ， 時接地 電流形 地 此 成 的環(huán) 流不 再是 主要 問題 了 ， 以應(yīng) 采 用多 點 接地 ， 所 線寬度的 ） 倍 。 數(shù)字信號頻譜分析 數(shù)字信號 數(shù)字信號 的特點是方波 ， 方波信號是 由基波和 大量諧波正弦（ 或余弦 ） 信號構(gòu)成的 ， 這可 由傅立 葉 變換得到其頻域波形 ， 因此 ， 沖重復(fù)周期越短 ， 脈 其 重復(fù)頻率

12、越高 ， 諧波頻 率也越 高。理論 上方波的上 升時間為零 ， 則諧波含量是無窮 的。但 實際上是梯 形波形 ， 有一定的上升沿和下降沿 。 脈沖的時 頻域變換 （ 傅立葉變換） 通過傅立 葉變換 ， 矩形脈沖可分解為各次余 弦 （ 正弦） 。 或 波 其 表達式 ： 一 盡量降低地線阻抗。但是 ， 當(dāng)工作頻率在 一 間 時 ， 果 采 用 一 點 接 地 ， 地 線 長度 不 之 如 其 應(yīng)超 過 波長 的 ， 則 應(yīng) 采 用 多 點 接地 。 當(dāng)一 個 否 系統(tǒng) 中既有低頻 電路又有高頻 電路 時， 應(yīng)采用？ 合 昆 接地 的原則。系統(tǒng) 內(nèi)的低頻 部分采用單點接地 ， 而 高頻部分采用多點

13、接地。 電路板 上既 有 數(shù)字 電路 ， 又有 模 擬 電路 ， 應(yīng)使 它 們盡量分開布線 ， 而兩者的地 線應(yīng)分別與 電源端地 線相 連 。另 外還 需 盡量 加 大模 擬 電路 引 出端 的接 地 面積 。如果 地線 很 細 ， 地 線 電阻 將 會較 大 ， 則 造成 接 地電位隨電流的變化而變化 ， 致使信號電平不穩(wěn) ， 導(dǎo) 致 電路 的抗干擾能力下降 ， 因此應(yīng)將接地線盡量加 粗。在布線空間允許 的情況下 ， 要保證主要地線 的 寬 度至 少 在 以上 ， 件 引腳 上 的 接 地 線 直 徑 元 應(yīng)該 在 左 右 。 ） （ ） 式中： 一各次余弦波形的幅度 ； 一諧 波 次數(shù) ；

14、 一 對 于 只 有 數(shù) 字 電路 組 成 的印 刷 板 的地 線 系 統(tǒng) ， 角頻率 。 將接地線做成閉合環(huán)路 ， 以明顯提高抗干擾能力。 可 其原因在于 ： 印制 電路板上有很多的元件時 ， 因受接 地線粗細的限制 ， 會在接地上產(chǎn)生較大的電位差 ， 引 起抗干擾能力下降。若將 接地 結(jié)構(gòu) 構(gòu)成環(huán)路 ， 則會 縮小電位差值 ， 提高電子設(shè)備 的抗干擾能力 。 電源線 的布置 要 根據(jù) 電流 的大小 盡 量 加粗 走線 寬 度 。在 布線 工作 的最 后 ， 地 線 將 電路 板 沒 有 走 用 線 的地方 鋪滿 （ 面 積 ） 大 。 在接 地 時 還需 要 避 免共 阻抗 路 徑 ， 圖

15、 所 示 如 穩(wěn)壓 器 電路 的“ 整 端 的取樣 點 ” “ 共 點 ”， 萬 調(diào) 或 公 千 去耦 與接地 電路的去耦設(shè)計 電感和電容組成 的低通濾波器 ， 可濾掉高頻段 干擾信號。由于導(dǎo)線寄生 電感 的影響 ， 會使供 電的 速度變慢 ， 使驅(qū)動器件輸 出電流下降 ， 合理放置去耦 電容 ， 在通斷瞬間 ， 利用 電感和 電容的儲 能作用 ， 給 器件提供電流。在直流 電源 回路 中， 負載 的變化會 引起電源噪聲。配置去耦電容可以抑制因負載變化 而產(chǎn)生的噪聲 ， 配置原則 為： 印刷電路板的電源輸入 端跨接一個 一 的電解 電容器 ， 如果印 刷電路板的位置允許 ， 采用 以上 的電解

16、電容 器 的抗 干擾效 果會 更 好 ； 于耗 電較 大 的集 成 電路 對 不能接在有負載電流流過 的輸出線和公共地線上如 圖 所示 ， （） 應(yīng)從 管 腳 根 部 單 獨 另 外 用 引線 引 出 如圖 所示。 （） 芯片 ， 也應(yīng)在電源端安裝合適 的電解 電容。小 電容 能 為集成 電路 塊 提供 高速 電流 ， 在器 件輸 出端 電壓 跳變時 ， 它能高速充電， 為器件提供充電電流。 電路 的接地設(shè)計 在電子設(shè) 備 中， 接地是控 制干擾 的重要 方法。 如能將接地和屏蔽正確結(jié)合起來使用 ， 可解決 大部 分干擾問題。 當(dāng)電路板上頻率小于 ， 時 由于布線和元 件之 間 的 電磁 感

17、應(yīng) 影 響 很小 ， 而接 地 電路 形 成 的環(huán) 圖 避 免 共 阻抗路 徑 這 是 由于 集成 穩(wěn) 壓 電路 的取樣 放 大器 的增 益 很 高， 調(diào)整端和公共 端每 的電壓變化 ， 都會被 敬 電 子 工 藝 技 術(shù) 第 卷第 期 大到輸 出端進行逆 向跟蹤調(diào)整 ， 反映的現(xiàn)象就是輸 出不穩(wěn)定 ， 直觀的反映就是電源的紋波、 值等指 標 超差 。 電路布局元器件安裝位置和合理布線 電路布局直接影響電磁干擾和抗干擾強度。合 理的布局不僅可以使 電路 的效率得 到提高 ， 更能使 整個系統(tǒng)的 得 到改善。單元 電路工作頻率越 高， 速度也就越快 ， 信號頻譜也就越 豐富， 高頻分量 比例越大

18、 ， 對外干擾 也就越強。從頻率而言是先高 頻， 再中頻電路 ， 最后低頻電路； 而從邏輯速度而言 ， 是先高速電路 ， 中速 電路 ， 再 最后低速 電路 ， 如圖 所示 。 件 分組 。 結(jié) 論 電磁兼容設(shè)計已成為電路設(shè)計 的一個重要組成 部分。本文主要分析 了共模 和差模 干擾 、 串?dāng)_產(chǎn)生 的機理及抑制措施 。在實際的設(shè) 計過程中， 電磁兼 容問題依然是一個很復(fù)雜的問題 ， 需要從多個角度 去考慮與分析 ， 以得到滿意的設(shè)計結(jié)果。 參 考文獻 ： 電磁兼 容和 印刷 電路板 理 論 、 計 和 設(shè) 布線 北京 ： 民郵電出版社 ， 人 滕旭 ， 志 昂 胡 電子系 統(tǒng)抗 干擾使 用 技

19、術(shù) 京 ： 北 國防工業(yè) 出版社 ， 趙晶 高級應(yīng)用 北京 ： 民郵電出版社 ， 人 陳亞勇 信 號處理詳 解 京 ： 民郵電 北 人 出版社 ， 張志 涌 精通 版 京 ： 北 航空 航天 大 學(xué) 出版社 ， 圖 按 頻 率進行 的布 局 鄭君里 ， 應(yīng)啟絎 ， 為理 楊 信號 與系統(tǒng) 京 ： 北 高等 教育 出版社 ， 除按工作頻率（ 或速度 ） 進行分組外 ， 也可按照 其功能和類型進行分組 ， 例如， 既存在數(shù)字 電路 ， 又 存在模擬電路的印刷板 ， 可按工作 電壓和頻率分組 布局， 在給定電路系列或電源電壓時， 可按功能對器 李舜 陽 ， 華 李 印制 電路板 的 電磁 兼容 設(shè)計

20、 電子 產(chǎn) 品可靠性與 環(huán)境 試驗 ， （ ） ， ： 收稿 日期 ： （ 上接第 頁 ） 氧化層對 抗靜 電放 電的應(yīng)力 ； 薄 和 保護電路具有極高的抗噪聲 干擾能力， 因此更適合于輸出級 保護 電路 。 通 過分析 可 以看 出 ， 一種新 的器 件和 電路 形 每 ， ， ， 式都致力于使保護 的薄柵氧化層 ， 使電路 的 開啟電壓更小 ， 開啟速度更快 ， 并為芯片提供更加完 善的保護。這也是集成電路設(shè)計者們改進深亞微米 靜 電保 護 電路 的發(fā) 展方 向 。 參 考文獻 ： 一 一 ， ， ， （ ） ： ， ， ） （ ： ， 一 。 （ ： 。 ） ， （ ： ， ） ， ，（

21、 ） ： ， ， § ） 收稿 日期 ： 。 1本文由jimmy3973貢獻 pdf文檔可能在WAP端瀏覽體驗不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機查看。 第 卷第 期 年 月 電 子 工 藝 技 術(shù) 電磁 兼 容 與 電路 板 的可 靠性 設(shè) 計 劉建斌 ， 軍 ， 孫 田智會 （ 國航 天 時代 電子 公 司 中 廠 ， 西 寶雞 陜 ） 摘 要 ： 在印刷 電路板的電路設(shè)計階段就進行 電磁 兼容性設(shè)計是非 常重要 的。分析 了印刷 電 路 板 中電磁 干擾 產(chǎn) 生的機 理 ， 出 了如何 抑 制共 模 干擾 和 差模 干 擾 以及 串?dāng)_ 等提 高 印 制板 電磁 兼 提

22、 容 性可 靠性 的方 法 。 關(guān)鍵 詞 ： 印刷 電路 板 ； 電磁 兼容 ； 電磁 干擾 ； 串?dāng)_ ； 合 耦 中圖分 類號 ： 文 獻標識 碼 ： 文章 編號 ： （） ， ， （ ， ） ， ： ， ； ； ； ： ； ： （ ： ） 設(shè)備和系統(tǒng) 向外部環(huán)境發(fā)射的騷擾電平是通過 傳導(dǎo)和輻射的途徑形成的。如果設(shè)備作為一個黑盒 子， 那么 內(nèi)部騷擾源可通過電源電纜 和信號 電纜對 外形成傳導(dǎo)發(fā) 射 ， 同時通過殼體 向外輻射發(fā) 射 ； 反 之， 外部環(huán)境 電磁場感應(yīng)在電纜上的電壓形成電流 ， 對設(shè)備敏感電路形成干擾 。從騷擾源到受害設(shè)備離 共模 電流和差模電流都決定 了傳播 的 能量的大

23、小 。在 兩者 之 間有較 大 的 區(qū)別 。如 果 給定 一 對導(dǎo) 線 或走 線 ， 一個 返 回參 考源 ， 么 這兩 種模 式 中的一種 那 將會存在。一般來說 ， 差分模 式信 號攜帶數(shù) 據(jù)或有 用信息 。共模模式是差分模式 電流 的負面效果 ， 并 對 電磁 兼容性 是 最麻 煩 的 。通 常把 線一 線 的發(fā) 射定 不開傳播途徑 ， 輻射的傳播途徑是空間， 而傳導(dǎo)的傳 播路徑是導(dǎo)體（ 電纜） 。 傳統(tǒng)的設(shè)計方法是用屏蔽 、 濾波和接地解 決電 纜 口和殼體帶來 的 問題 。但是大多數(shù) 干擾是 在印制板電路上產(chǎn)生的 ， 因此 ， 在印制板的電路設(shè)計 階段 ， 應(yīng)該 考 慮 電磁 兼 容

24、設(shè)計 。 就 電磁 干擾 產(chǎn) 生 的機 理 及 電磁 兼容設(shè) 計 義為差模發(fā)射。把線一地的發(fā)射定義為共模發(fā)射。 由閉合 回路產(chǎn)生的最大的場強是 一 一 ， 、 式 中：一最大輻射場強（ ； ） 一 回路和測量天線之間的距離（ ； ） 頻率 （ ； ） 一 差 模 電流 和共模 電流 ，一 電流 （ ） ； 差模發(fā)射和共模發(fā)射 任何電路都存在共模（ ） 和差模 （ ） 電流。 回路 面 積 （ ） 。 由式 （ ） 以看 出 ， 強和 回路面積成 正 比。 可 場 作者簡介 ： 劉建斌 （ 一 ） 男 ， ， 主要從事于慣性 元件 、 儀表 、 自動控制 、 電一體化等產(chǎn) 品的研制開 發(fā)工 作

25、。 機 電 子 工 藝 技 術(shù) 第 卷第 期 為減小差模發(fā)射 電平 ， 除減小源電流外 ， 應(yīng)該減小環(huán) 電路 的面積 。 抑制 內(nèi)的差模和共模 電流 ， 以及 由此引起 的 干擾 ， 基 本 的就 是 通 量 抵 消 法 或 通 量 最 小 最 化 。 電流 在走 線 中流 動 產(chǎn) 生 磁力 線 ， 些磁 力 線 產(chǎn) 這 共模輻射是 由于在電路設(shè)計之外的電壓降造成 的， 這種電壓降致使 電路 的一些接地部分的電壓 比 真實的參考地面高 。與受影響的接地系統(tǒng)相連的電 纜就作為天線 ， 輻射共模 的場分量 。遠場分量可用 下 式 描述 ： ： 生電場 ， 這兩種場都會 輻射 能量。如果我們將 磁力

26、線抵消或減小 到最小 ， 那么將不會存在 能 量， 也就抑制了干擾。 主要 采取 以下 幾 點 ： 安 排 時 鐘 走 線 臨 近 接 （） 地平面（ 多層板 ） 接地柵格或接地線 （ 、 雙面板 或單 面板 ） （ ） ； 仔細選擇邏輯系列器件 以使元件輻射分 離出的 能量最小 ； 通過減小時鐘產(chǎn)生電路 中 （） 的 驅(qū)動電壓來減小走線 中的 電流 ； 減小 （） 電源和接地結(jié)構(gòu) 中的噪音 ； 當(dāng)有外部 電纜 （） 提供時正確應(yīng)用旁路 電容 ； 為那些輻射大量 內(nèi) （） 部共模 能量 的元件提供接地散熱器 ； 在 （） 布局和布線時盡量使 電路達到某種平衡 。 串?dāng)_及 串?dāng)_ 的抑制 串?dāng)_ 串

27、擾是 設(shè)計 中的重要 部 分 之 一 ， 在設(shè) 計 的 （） 式中 ： 一 發(fā)射系數(shù) ； ， 共模 電流（ ） ； 線 的長度 （ ； 一 ） 產(chǎn) 發(fā)射的頻率 （ ） ； 距離 （ 。 ） 由式（ ） 以看 出場強和 電纜 的長度成正 比 ， 可 減小共模發(fā)射 應(yīng)降低共模 電流和縮短 電纜線 的長 度。 差模和共模的轉(zhuǎn)變 當(dāng)存在兩個具有不 同阻抗 的信號線 （ 或?qū)w ） 時差模和共模就可以互相轉(zhuǎn)變。這些阻抗主要 由與 走 線 （ 內(nèi)在 電 纜 ） 或 的物 理 布 線 相 關(guān) 的導(dǎo) 線 或 梳 狀 電容和電感決定。對于大部分 的 布線來說 ， 主 要是控制網(wǎng)絡(luò)中的寄生電容和電感 ， 并使其最

28、小 ， 從 而避免差模和共模的產(chǎn)生 。 如圖 中差模 電流 ， 是需要 的信號 ， 它要流經(jīng) 負載 。共模電流 ， 不直接經(jīng)過 ， 。 它將經(jīng)過 和 ， 后通過 回流結(jié) 構(gòu) 返 回 。阻抗 和 并 不 然 是物理元件 ， 它們是 網(wǎng)絡(luò) 中存在著 的寄生 電容或寄 生電感的轉(zhuǎn)移阻抗。如果 和 不等 電壓差將正 比于 阻抗差 。 ， 一， ， （ 一 ） （ ） 。 。 。 任一環(huán)節(jié)都需要考慮。串?dāng)_是指走線 、 導(dǎo)線 、 走線和 導(dǎo)線 、 電纜束 、 元件及其它易受電磁干擾的電子元件 之間的不希望有的電磁耦合 。 串?dāng)_是 傳播的主要途徑 ， 引起走線間干 會 擾。串?dāng)_包括電容耦合和電感耦合 。電容

29、耦合通常 是因為走線位于另一走線上方或參考層上方 。電感 耦合通常是因為物理位置上十分接近的走線 。對于 并行走線 ， 串?dāng)_有兩 種方式 ： 向和后 向。在 前 中， 后向串?dāng)_通常 比前向串?dāng)_更值得考慮 。電路 中 源與受干擾走線 間阻抗越大產(chǎn)生的串?dāng)_ 電平越高。 電感串?dāng)_可 以通過增加走線與傳輸線或?qū)Ь€間的邊 到邊間隔或最小化走線距離參考層上的高度而得到 控制 。 串?dāng)_ 的抑制 所以對外界敏感 的電路必須通過某種方式達到 平衡 ， 使得每個導(dǎo)體的引線或梳狀 電容 以及寄生 電 容相 等 。 為了抑制印刷電路板導(dǎo)線之間的串?dāng)_ ， 在設(shè)計 布線時應(yīng)注意 以下幾條 ： 根據(jù) 電路 的功能分類 （）

30、 邏輯器件 ， 合理布局電路板 ； 盡量避免長距離 的 （） 平行走線 ， 盡可能拉開線與線之間的距 離以最小化 電感耦合 ， 信號線與地 線及 電源線 盡可能不交叉 ； （） 在一些對于敏感 的信號線之間 ， 設(shè)計 一根接地 印刷線 ， 可以有效地抑制串?dāng)_ ； 元件要遠離 （） 互連接 口及其它易受數(shù)據(jù)干擾及耦合影 響的區(qū)域 ； 圖 差模 轉(zhuǎn) 共模 （） 降低信號到地 的參考距離 ； 降低走線阻抗 和 （） 信號驅(qū)動電平 ； 把高噪聲發(fā)射體 （ （） 時鐘 、 、 高 差模和共模干擾的抑制 年 月 劉建斌等 ： 電磁兼容 與電路板 的可靠性 設(shè)計 速互連等） 分割或隔離在 不同的區(qū)域 ； 對

31、 時鐘周 （） 期走線 、 差分走線 、 復(fù)位線等一些關(guān)鍵的系統(tǒng)走線強 制 使用 原 則 （ 線 間 的距 離 間隔 必須 是 單一 走 走 流產(chǎn) 生 的干 擾較 大 ， 以要 采用 一 點接 地 ， 所 使其 不 形 成回路 ； 當(dāng)信 號頻率 高于 ， 時 由于布線 的 電感 效應(yīng) 明顯 ， 線 阻抗 明顯 增 加 ， 時接地 電流形 地 此 成 的環(huán) 流不 再是 主要 問題 了 ， 以應(yīng) 采 用多 點 接地 ， 所 線寬度的 ） 倍 。 數(shù)字信號頻譜分析 數(shù)字信號 數(shù)字信號 的特點是方波 ， 方波信號是 由基波和 大量諧波正弦（ 或余弦 ） 信號構(gòu)成的 ， 這可 由傅立 葉 變換得到其頻域

32、波形 ， 因此 ， 沖重復(fù)周期越短 ， 脈 其 重復(fù)頻率越高 ， 諧波頻 率也越 高。理論 上方波的上 升時間為零 ， 則諧波含量是無窮 的。但 實際上是梯 形波形 ， 有一定的上升沿和下降沿 。 脈沖的時 頻域變換 （ 傅立葉變換） 通過傅立 葉變換 ， 矩形脈沖可分解為各次余 弦 （ 正弦） 。 或 波 其 表達式 ： 一 盡量降低地線阻抗。但是 ， 當(dāng)工作頻率在 一 間 時 ， 果 采 用 一 點 接 地 ， 地 線 長度 不 之 如 其 應(yīng)超 過 波長 的 ， 則 應(yīng) 采 用 多 點 接地 。 當(dāng)一 個 否 系統(tǒng) 中既有低頻 電路又有高頻 電路 時， 應(yīng)采用？ 合 昆 接地 的原則。系

33、統(tǒng) 內(nèi)的低頻 部分采用單點接地 ， 而 高頻部分采用多點接地。 電路板 上既 有 數(shù)字 電路 ， 又有 模 擬 電路 ， 應(yīng)使 它 們盡量分開布線 ， 而兩者的地 線應(yīng)分別與 電源端地 線相 連 。另 外還 需 盡量 加 大模 擬 電路 引 出端 的接 地 面積 。如果 地線 很 細 ， 地 線 電阻 將 會較 大 ， 則 造成 接 地電位隨電流的變化而變化 ， 致使信號電平不穩(wěn) ， 導(dǎo) 致 電路 的抗干擾能力下降 ， 因此應(yīng)將接地線盡量加 粗。在布線空間允許 的情況下 ， 要保證主要地線 的 寬 度至 少 在 以上 ， 件 引腳 上 的 接 地 線 直 徑 元 應(yīng)該 在 左 右 。 ） （

34、） 式中： 一各次余弦波形的幅度 ； 一諧 波 次數(shù) ； 一 對 于 只 有 數(shù) 字 電路 組 成 的印 刷 板 的地 線 系 統(tǒng) ， 角頻率 。 將接地線做成閉合環(huán)路 ， 以明顯提高抗干擾能力。 可 其原因在于 ： 印制 電路板上有很多的元件時 ， 因受接 地線粗細的限制 ， 會在接地上產(chǎn)生較大的電位差 ， 引 起抗干擾能力下降。若將 接地 結(jié)構(gòu) 構(gòu)成環(huán)路 ， 則會 縮小電位差值 ， 提高電子設(shè)備 的抗干擾能力 。 電源線 的布置 要 根據(jù) 電流 的大小 盡 量 加粗 走線 寬 度 。在 布線 工作 的最 后 ， 地 線 將 電路 板 沒 有 走 用 線 的地方 鋪滿 （ 面 積 ） 大 。

35、 在接 地 時 還需 要 避 免共 阻抗 路 徑 ， 圖 所 示 如 穩(wěn)壓 器 電路 的“ 整 端 的取樣 點 ” “ 共 點 ”， 萬 調(diào) 或 公 千 去耦 與接地 電路的去耦設(shè)計 電感和電容組成 的低通濾波器 ， 可濾掉高頻段 干擾信號。由于導(dǎo)線寄生 電感 的影響 ， 會使供 電的 速度變慢 ， 使驅(qū)動器件輸 出電流下降 ， 合理放置去耦 電容 ， 在通斷瞬間 ， 利用 電感和 電容的儲 能作用 ， 給 器件提供電流。在直流 電源 回路 中， 負載 的變化會 引起電源噪聲。配置去耦電容可以抑制因負載變化 而產(chǎn)生的噪聲 ， 配置原則 為： 印刷電路板的電源輸入 端跨接一個 一 的電解 電容器 ， 如果印 刷電路板的位置允許 ， 采用 以上 的電解電容 器 的抗 干擾效 果會 更 好 ； 于耗 電較 大 的集 成 電路 對 不能接在有負載電流流過 的輸出線和公共地線上如 圖 所示 ， （） 應(yīng)從 管 腳 根 部 單 獨 另 外 用 引線 引 出 如圖 所示。 （） 芯片 ， 也應(yīng)在電源端安裝合適 的電解 電容。小 電容 能 為集成 電路 塊 提供 高速