有人說(shuō),世界上只有兩種電子工程師:經(jīng)歷過(guò)電磁干擾的和沒(méi)有經(jīng)歷過(guò)的。 隨著PCB布線快車的增加,EMC設(shè)計(jì)是我們電子工程師不得不考慮的問(wèn)題。 對(duì)于設(shè)計(jì),在對(duì) PCB 產(chǎn)品和 PCB 設(shè)計(jì)進(jìn)行 EMC 分析時(shí),需要考慮五個(gè)重要屬性:
(1) 關(guān)鍵器件尺寸:產(chǎn)生輻射的發(fā)射器件的物理尺寸。 射頻 (RF) 電流會(huì)產(chǎn)生電磁場(chǎng),電磁場(chǎng)會(huì)通過(guò)外殼泄漏并離開(kāi)外殼。 作為傳輸路徑的 PCB 上的布線長(zhǎng)度對(duì)射頻電流有直接影響。
(2)阻抗匹配:源端和接收端的阻抗,以及它們之間的傳輸阻抗。
(3)干擾信號(hào)的時(shí)間特性:這個(gè)問(wèn)題是連續(xù)的(周期性信號(hào))事件還是只存在于特定的操作周期(例如,單一的按鍵操作或開(kāi)機(jī)干擾,周期性的磁盤驅(qū)動(dòng)器操作或網(wǎng)絡(luò)突發(fā)傳輸) .
(4)干擾信號(hào)強(qiáng)度:源能級(jí)有多強(qiáng),產(chǎn)生有害干擾的可能性有多大。
(5)干擾信號(hào)的頻率特性:用頻譜儀觀察波形,觀察到的問(wèn)題在頻譜的什么位置,從而找出問(wèn)題所在。
此外,一些低頻電路設(shè)計(jì)習(xí)慣也需要注意。 比如我常用的單點(diǎn)接地就很適合低頻應(yīng)用。 但是和PCB公司的工程師聊天后,發(fā)現(xiàn)不適合RF信號(hào)的場(chǎng)合,因?yàn)镽F信號(hào)的場(chǎng)合EMI問(wèn)題比較多。 相信有些工程師將單點(diǎn)接地應(yīng)用于所有的產(chǎn)品設(shè)計(jì),卻沒(méi)有意識(shí)到采用這種接地方式可能會(huì)引起或多或少?gòu)?fù)雜的電磁兼容問(wèn)題。
我們還應(yīng)該注意 PCB 電路組件中的電流流動(dòng)。 有了電路知識(shí),我們知道電流是從電壓高的地方流向電壓低的地方,在閉環(huán)電路中電流總是流過(guò)一條或多條路徑,所以最小環(huán)路也是一個(gè)很重要的定律。 對(duì)于測(cè)量干擾電流的方向,修改PCB走線,使其不影響負(fù)載或敏感電路。 對(duì)于需要從電源到負(fù)載的高阻抗路徑的應(yīng)用,必須考慮返回電流可以流經(jīng)的所有可能路徑。
還有一個(gè)PCB布線問(wèn)題。 導(dǎo)體或布線的阻抗包括電阻R和感抗。 在高頻下,沒(méi)有容抗。 當(dāng)布線頻率高于100kHz時(shí),導(dǎo)線或布線就變成了電感。 在音頻上方工作的電線或電纜可能成為射頻天線。 在EMC規(guī)范中,不允許電線或電纜在特定頻率λ/ 20以下(天線的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度等于特定頻率λ/ 4或λ/ 2的長(zhǎng)度)運(yùn)行。 設(shè)計(jì)一不小心,走線就變成了一個(gè)高效天線,給后期調(diào)試增加了難度。
最后,我們將討論 PCB 布局。 首先,考慮 PCB 尺寸。 PCB尺寸過(guò)大時(shí),系統(tǒng)的抗干擾能力會(huì)下降,成本會(huì)隨著布線的增加而增加,而PCB尺寸過(guò)大則容易造成散熱和相互干擾的問(wèn)題。 小的。 其次,確定特殊元器件(如時(shí)鐘元器件)的位置(時(shí)鐘走線不要在關(guān)鍵信號(hào)線的周圍和上方或下方鋪設(shè),以免造成干擾)。 第三,根據(jù)電路功能,進(jìn)行PCB的整體布局。 在元器件布局上,相關(guān)元器件盡量靠近,以獲得更好的抗干擾效果。
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