CB的電磁兼容設(shè)計概述

PCB的電磁兼容設(shè)計

楊繼深2002年4月脈沖信號的頻譜T1/d1/trdtr諧波幅度（電壓或電流）頻率（對數(shù)）-20dB/dec-40dB/decAV(orI)=2A(d+tr)/TV(orI)=0.64A/TfV(orI)=0.2A/Ttrf2楊繼深2002年4月上升沿越陡高頻越豐富楊繼深2002年4月地線和電源線上的噪聲Q1Q2Q3Q4R4R2R3R1VCC被驅(qū)動電路ICCI驅(qū)動I充電I放電IgVg楊繼深2002年4月電源線、地線噪聲電壓波形輸出ICCVCCIgVg楊繼深2002年4月地線干擾對電路的影響1324寄生電容楊繼深2002年4月線路板走線的電感L=0.002S(2.3lg(2S/W)+0.5HWSL=(L1L2-M2)/(L1+L2-2M)若：L1=L2L=(L1+M)/2MII楊繼深2002年4月地線網(wǎng)格楊繼深2002年4月電源線噪聲的消除電源線電感儲能電容這個環(huán)路盡量小楊繼深2002年4月電源解耦電容的正確布置盡量使電源線與地線靠近楊繼深2002年4月解耦耦電電容容的的選選擇擇C=dIdtdVZf1/2LC各參參數(shù)數(shù)含含義義：：在時時間間dt內(nèi)內(nèi)，，電電源源線線上上出出現(xiàn)現(xiàn)了了瞬瞬間間電電流流dI，，dI導(dǎo)導(dǎo)致致了了電電源源線線上上出出現(xiàn)現(xiàn)電電壓壓跌跌落落dV。。楊繼繼深深2002年年4月月增強(qiáng)強(qiáng)解解耦耦效效果果的的方方法法電源源地鐵氧氧體體注意意鐵鐵氧氧體體安安裝裝的的位位置置接地地線線面面細(xì)線線粗線線用鐵鐵氧氧體體增增加加電電源源端端阻阻抗抗用細(xì)細(xì)線線增增加加電電源源端端阻阻抗抗楊繼繼深深2002年年4月月多個個電電容容并并聯(lián)聯(lián)加加強(qiáng)強(qiáng)解解耦耦效效果果楊繼繼深深2002年年4月月線路路板板的的兩兩種種輻輻射射機(jī)機(jī)理理差模輻射射共模輻射射電流環(huán)桿天線楊繼深2002年4月月電流環(huán)路路產(chǎn)生的的輻射近場區(qū)內(nèi)內(nèi):H=IA/(4D3)A/mE=Z0IA/(2D2)V/mZW=Z0（2D/））遠(yuǎn)場區(qū)內(nèi)內(nèi):H=IA/(2D)A/mE=Z0IA/(2D)V/mZW=Z0=377AI隨頻率、、距離增增加而增增加Z0f、D楊繼深2002年4月月導(dǎo)線的輻輻射近場區(qū)內(nèi)內(nèi):H=IL/(4D2)A/mE=Z0IL/(82D3)V/mZW=Z0（/2D））遠(yuǎn)場區(qū)內(nèi)內(nèi):H=IL/(2D)A/mE=Z0IL/(2D)V/mIL隨頻率、、距離增增加而減減小Z0f、D楊繼深2002年4月月實(shí)際電路路的輻射射ZGZLVZC=ZG+ZL近場：ZC7.9DfE=7.96VA/D3（V/m）ZC7.9Df，E=63IAf/D2（V/m）H=7.96IA/D3（A/m）遠(yuǎn)場：E=1.3IAf2/D（（V/m）環(huán)路面積積=A~I楊繼深2002年4月月常用的差差模輻射射預(yù)測公公式考慮地面面反射時時：E=2.6IAf2/D（（V/m）楊繼深2002年4月月脈沖信號號差模輻輻射的頻頻譜頻譜包絡(luò)絡(luò)線差模輻射射頻率特特性線脈沖的差差模輻射射包絡(luò)線線1/d1/tr40dB/decfff-20dB/dec-40dB/decE=2.6IAf2/DEdB=20lg（（2.6IA/D）+40lgf40dB/dec20dB/dec楊繼深深2002年年4月月不同邏邏輯電電路為為了滿滿足EMI指標(biāo)標(biāo)要求求所所允許許的環(huán)環(huán)路面面積僅代表表了一一個環(huán)環(huán)路的的輻射射情況況，若若有N個環(huán)環(huán)路輻輻射，，乘以以N。。因此此，可可能時時，分分散時時鐘頻頻率。。楊繼深深2002年年4月月如何減減小差差模輻輻射？？E=2.6IAf2/D低通濾濾波器器布線楊繼深深2002年年4月月電路中中的強(qiáng)強(qiáng)輻射射信號號11010010001101001000dBV/mdBV/m所有電電路加加電工工作只有時時鐘電電路加加電工工作楊繼深深2002年年4月月電流回回路的的阻抗抗~LRIZ=R+jLL=/IA~楊繼深深2002年年4月月單層或或雙層層板如如何減減小環(huán)環(huán)路的的面積積楊繼深深2002年年4月月不良布布線舉舉例68HC1174HC00AB連接A、BE時鐘鐘楊繼深深2002年年4月月隨便設(shè)設(shè)置的的地線線沒有有用楊繼深深2002年年4月月多層板板能減減小輻輻射信號1電源層層地線層層信號2低頻高頻DC~0.51101001G110地線線面面的的阻阻抗抗，，m/平平方方地線線面面具具有有很很小小的的地地線線阻阻抗抗楊繼繼深深2002年年4月月地線線面面上上的的縫縫隙隙的的影影響響模擬擬地地數(shù)字字地地A/D變變換換器器L75mm25mmL:0~10cmVAB:15~75mVAB楊繼繼深深2002年年4月月過孔孔的的阻阻抗抗1.5mmPGA128-pinC/4PGA1010010.1nH/cm255075100與過過孔孔之之間間的的距距離離mm楊繼繼深深2002年年4月月線路路板板邊邊緣緣的的一一些些問問題題關(guān)鍵鍵線線（（時時鐘鐘、、射射頻頻等等））產(chǎn)生生較較強(qiáng)強(qiáng)輻輻射射無地地線線電源源層層地線線層層20H楊繼繼深深2002年年4月月扁平平電電纜纜的的使使用用地線線一部部分分信信號號回回流流經(jīng)經(jīng)過過ABCDABCD最好好較好好差較好好，，但但端端接接困困難難扁平平電電纜纜這兩兩處處都都有有地地線線楊繼繼深深2002年年4月月注意意隱隱蔽蔽的的輻輻射射環(huán)環(huán)路路電源源/地地線線信號號線線電源源/地地線線信號號線線電源源信號號線線+電電源源+地地線線電源源/地地線線電源源楊繼繼深深2002年年4月月環(huán)路路對對消消概概念念減減小小輻輻射射楊繼繼深深2002年年4月月時鐘鐘線線避避免免換換層層？楊繼繼深深2002年年4月月外拖拖電電纜纜的的共共模模輻輻射射LI2HCPI3I1CPVCM機(jī)箱箱內(nèi)內(nèi)的的所所有有信信號號都都會會通通過過電電纜纜輻輻射射??！楊繼繼深深2002年年4月月兩端端設(shè)設(shè)備備都都接接地地的的情情況況LCPICMRWRWL～ZCM=RW+jL+RL+1/jC楊繼繼深深2002年年4月月懸浮浮電電纜纜ICM近場場區(qū)區(qū)內(nèi)內(nèi):E=1430IL/(fD3)V/m遠(yuǎn)場場區(qū)區(qū)內(nèi)內(nèi):E=0.63ILf/DV/m考慮地面反射射：E=1.26ILf/DV/mL/2或/4時時：E=120I/DV/m電纜長度：L楊繼深2002年年4月共模電流的測測量電流卡鉗頻譜分析儀VdBVICM被測電流IV傳輸阻抗：ZT=V/I楊繼深2002年年4月怎樣減小共模模輻射E=1.26ILf/D共模濾波共模扼流圈減小共模電壓壓使用盡量短的的電纜共模濾波電纜屏蔽楊繼深2002年年4月平衡接口電路路+Vcc-Vcc+V-VZ0/2Z0/2楊繼深2002年年4月增加共模回路路的阻抗PCBPCB共?；芈犯纳屏?20lg(E1/E2)=20lg(ICM1/ICM2)=20lg[(VCM/ZCM1)/(VCM/ZCM2)]=20lg(ZCM2/ZCM1)=20lg(1+ZL/ZCM1)dB楊繼深2002年年4月鐵氧體磁環(huán)使使用方面的一一些問題110100100012545001250600300個30個0.11101001000?匝1?匝無偏置有偏置楊繼深2002年年4月I/O接口布布線的一些要要點(diǎn)干凈區(qū)域?yàn)V波電容電源線連接地線連接信號濾波器隔離變壓器/光耦隔離器器橋壕溝時鐘電路、高高速電路楊繼深2002年年4月濾波器電容量量的選擇R負(fù)載R源電容合合適電容過過大低速接口10~100kB/s高速接口2MB/s低速CMOSTTL上升時間tr0.5~1s50ns100ns10ns帶寬BW320kHz6MHz3.2MHz32MHz總阻抗R120100300100~150最大電容C2400pF150pF100pF30pF楊繼深深2002年年4月月用屏蔽蔽電纜纜抑制制共模模輻射射CMCMDMCMCM楊繼深深2002年年4月月屏蔽電電纜的的評估估CMCMDMV輻射環(huán)環(huán)路VIZT=V/I楊繼深深2002年年4月月不同屏屏蔽層層的傳傳輸阻阻抗1021031041051061071080.0010.010.1110100100010000傳輸阻阻抗（（m/m））Hz鋁箔單層編編織最佳單單層編編織雙層編編織雙層編編織+一層金屬雙層編編織+雙雙層層金屬實(shí)心銅銅楊繼深深2002年年4月月屏蔽層層的錯錯誤接接法CM楊繼深深2002年年