電磁兼容培訓膠片(線路板設計)

電磁兼容培訓膠片(線路板設計)楊繼深2002年4月第一頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一楊繼深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）-20dB/dec-40dB/decAV(orI)=2A(d+tr)/TV(orI)=0.64A/TfV(orI)=0.2A/Ttrf2第二頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一楊繼深2002年4月上升沿越陡高頻越豐富第三頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一楊繼深2002年4月地線和電源線上的噪聲Q1Q2Q3Q4R4R2R3R1VCC被驅動電路ICCI驅動I充電I放電IgVg第四頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一楊繼深2002年4月電源線、地線噪聲電壓波形輸出ICCVCCIgVg第五頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一楊繼深2002年4月地線干擾對電路的影響1324寄生電容第六頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一楊繼深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第七頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一楊繼深2002年4月地線網格第八頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一楊繼深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)路盡量小第九頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一楊繼深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第十頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一楊繼深2002年4月解耦電容的選擇C=dIdtdVZf1/2LC各參數含義：在時間dt內，電源線上出現了瞬間電流dI，dI導致了電源線上出現電壓跌落dV。第十一頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一楊繼深2002年4月增強解耦效果的方法電源地鐵氧體注意鐵氧體安裝的位置接地線面細線粗線用鐵氧體增加電源端阻抗用細線增加電源端阻抗第十二頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一楊繼深2002年4月多個電容并聯加強解耦效果第十三頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一楊繼深2002年4月線路板的兩種輻射機理差模輻射共模輻射電流環(huán)桿天線第十四頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一楊繼深2002年4月電流環(huán)路產生的輻射近場區(qū)內:H=IA/(4D3)A/m

E=Z0IA/(2D2)V/mZW=Z0（2D/）遠場區(qū)內:H=IA/(2D)A/m

E=Z0

IA/(2D)V/mZW=Z0=377AI隨頻率、距離增加而增加Z0

f、D第十五頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一楊繼深2002年4月導線的輻射近場區(qū)內:H=IL/(4D2)A/m

E=Z0IL/(82D3)V/mZW=Z0（/2D）遠場區(qū)內:H=IL/(2D)A/m

E=Z0IL/(2D)V/mIL隨頻率、距離增加而減小Z0

f、D第十六頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一楊繼深2002年4月實際電路的輻射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）遠場：

E=1.3IAf2/D（V/m）環(huán)路面積=A~I第十七頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一楊繼深2002年4月常用的差模輻射預測公式考慮地面反射時：

E=2.6IAf2/D（V/m）第十八頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一楊繼深2002年4月脈沖信號差模輻射的頻譜頻譜包絡線差模輻射頻率特性線脈沖的差模輻射包絡線

1/d1/tr40dB/decfff-20dB/dec-40dB/dec

E=2.6IAf2/DEdB=20lg（2.6IA/D）

+40lgf40dB/dec20dB/dec第十九頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一楊繼深2002年4月不同邏輯電路為了滿足EMI指標要求

所允許的環(huán)路面積僅代表了一個環(huán)路的輻射情況，若有N個環(huán)路輻射，乘以N。因此，可能時，分散時鐘頻率。第二十頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一楊繼深2002年4月如何減小差模輻射？E=2.6IAf2/D低通濾波器布線第二十一頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一楊繼深2002年4月電路中的強輻射信號

1101001000

1101001000dBV/mdBV/m所有電路加電工作只有時鐘電路加電工作第二十二頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一楊繼深2002年4月電流回路的阻抗~LRIZ=R+jLL=/I

A~第二十三頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一楊繼深2002年4月單層或雙層板如何減小環(huán)路的面積第二十四頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一楊繼深2002年4月不良布線舉例68HC1174HC00AB連接A、BE時鐘第二十五頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一楊繼深2002年4月隨便設置的地線沒有用第二十六頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一楊繼深2002年4月多層板能減小輻射信號1電源層地線層信號2低頻高頻DC~0.51101001G110地線面的阻抗，m/平方地線面具有很小的地線阻抗第二十七頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一楊繼深2002年4月地線面上的縫隙的影響模擬地數字地A/D變換器L75mm25mmL:0~10cmVAB:15~75mVAB第二十八頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一楊繼深2002年4月過孔的阻抗1.5mm

PGA128-pinC/4

PGA1010010.1nH/cm

255075100與過孔之間的距離mm第二十九頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一楊繼深2002年4月線路板邊緣的一些問題關鍵線（時鐘、射頻等）產生較強輻射無地線電源層地線層20H第三十頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一楊繼深2002年4月扁平電纜的使用地線一部分信號回流經過ABCDABCD最好較好差較好，但端接困難扁平電纜這兩處都有地線第三十一頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一楊繼深2002年4月注意隱蔽的輻射環(huán)路電源/地線信號線電源/地線信號線電源信號線+電源+地線電源/地線電源第三十二頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一楊繼深2002年4月環(huán)路對消概念減小輻射第三十三頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一楊繼深2002年4月時鐘線避免換層？第三十四頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一楊繼深2002年4月外拖電纜的共模輻射LI2HCPI3I1CPVCM機箱內的所有信號都會通過電纜輻射！第三十五頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一楊繼深2002年4月兩端設備都接地的情況LCPICMRWRWL～

ZCM=RW+jL+RL+1/jC第三十六頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一楊繼深2002年4月懸浮電纜ICM近場區(qū)內:E=1430IL/(fD3)V/m遠場區(qū)內:E=0.63

ILf/DV/m考慮地面反射：E=1.26

ILf/DV/mL/2或/4時：E=120I/DV/m電纜長度：L第三十七頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一楊繼深2002年4月共模電流的測量電流卡鉗頻譜分析儀VdBVICM被測電流IV傳輸阻抗：ZT=V/I第三十八頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一楊繼深2002年4月怎樣減小共模輻射

E=1.26

ILf/D共模濾波共模扼流圈減小共模電壓使用盡量短的電纜共模濾波電纜屏蔽第三十九頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一楊繼深2002年4月平衡接口電路+Vcc-Vcc+V-VZ0/2Z0/2第四十頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一楊繼深2002年4月增加共?；芈返淖杩筆CBPCB共?；芈犯纳屏?20lg(E1/E2)=20lg(ICM1/ICM2)=20lg[(VCM/ZCM1)/(VCM/ZCM2)]=20lg(ZCM2/ZCM1)

=20lg(1+ZL/ZCM1

)dB第四十一頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一楊繼深2002年4月鐵氧體磁環(huán)使用方面的一些問題110100100012545001250600300個30個0.11101001000?匝1?匝無偏置有偏置第四十二頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一楊繼深2002年4月I/O接口布線的一些要點干凈區(qū)域濾波電容電源線連接地線連接信號濾波器隔離變壓器/光耦隔離器橋壕溝時鐘電路、高速電路第四十三頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一楊繼深2002年4月濾波器電容量的選擇R負載R源電容合適電容過大低速接口10~100kB/s高速接口

2MB/s低速CMOS

TTL上升時間tr

0.5~1s

50ns

100ns

10ns帶寬BW

320kHz

6MHz

3.2MHz

32MHz總阻抗R

120

100

300

100~150最大電容C

2400pF

150pF

100pF

30pF第四十四頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一楊繼深2002年4月用屏蔽電纜抑制共模輻射CMCMDMCMCM第四十五頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一楊繼深2002年4月屏蔽電纜的評估CMCMDMV輻射環(huán)路VIZT=V/I第四十六頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一楊繼深2002年4月不同屏蔽層的傳輸阻抗102