电磁兼容技术

合集下载

电磁兼容和电磁屏蔽的主要工程技术方法

电磁兼容和电磁屏蔽的主要工程技术方法

电磁兼容和电磁屏蔽的主要工程技术方法1. 电磁兼容技术方法之一是尽量减小电路布局中的回路面积,这有助于减小电磁干扰。

这意味着设计中应该尽量减小布线的环路面积。

2. 选择合适的布局层次结构也是一种重要的电磁屏蔽技术方法。

通过合理分层,避免信号与电源、地线等混在一起,可以有效降低信号之间的干扰。

3. 对于高频电路来说,使用差分信号传输线也是一种有效的电磁兼容技术。

差分传输线可以减少共模干扰,提高抗干扰能力。

4. 地线规划也是电磁兼容的重要技术方法之一。

合理规划地线可以有效减小地线回流路径,减少电磁辐射。

5. 采用屏蔽罩是一种主要的电磁屏蔽技术方法。

屏蔽罩可以在外部环境中有效隔离电磁波,防止外界信号对内部电路的干扰。

6. 采用电磁屏蔽材料也是一种常见的技术方法。

这些材料可以有效吸收或反射电磁波,达到屏蔽的效果。

7. 采用差分模式传输也是一种重要的电磁兼容技术方法。

差分模式传输可以有效抑制共模干扰,提高电路的抗干扰能力。

8. 对高频电路进行阻抗匹配也是一种重要的电磁兼容技术方法。

匹配合适的阻抗可以减少信号的反射和干扰。

9. 采用屏蔽线缆也是一种有效的电磁屏蔽技术方法。

屏蔽线缆可以有效减少外界电磁干扰对信号传输线的影响。

10. 采用滤波器是一种重要的电磁兼容技术方法。

滤波器可以对电路进行频率选择性的衰减,减小干扰信号的影响。

11. 为电路添加衰减器也是一种重要的电磁兼容技术方法。

衰减器可以在电路中消耗多余的能量,减小电磁辐射。

12. 采用电磁屏蔽罩也是一种常见的技术方法。

电磁屏蔽罩可以有效隔离内部电路和外部电磁波,减小相互干扰。

13. 采用电磁屏蔽涂料是一种有效的技术方法。

这种涂料可以在电路表面形成一层屏蔽膜,减小电磁波的穿透和干扰。

14. 采用差分信号调整器也是一种重要的电磁兼容技术方法。

这种调整器可以对信号进行差分调整,提高抗干扰能力。

15. 在设计中合理规划电路的接地方式也是一种重要的电磁兼容技术方法。

电磁兼容和电磁屏蔽的主要工程技术方法

电磁兼容和电磁屏蔽的主要工程技术方法

电磁兼容和电磁屏蔽的主要工程技术方法在实际工程中,为了实现电磁兼容和电磁屏蔽,常常采用以下几种主要的工程技术方法:1.地线提取技术:通过在电路中添加地线,将电磁波的电势差降低到足够小的水平,从而减小电磁干扰。

地线提取技术包括地面平衡技术、地线填埋技术等。

2.电磁波吸收技术:通过在电子系统内部或其周围设置电磁波吸收材料,将电磁波吸收或转化为其他形式的能量,从而减小电磁干扰。

常用的电磁波吸收材料包括吸波墙、吸波垫等。

3.屏蔽罩技术:通过在电子系统或设备的外部设置屏蔽罩,将电磁波阻挡在外部,不让其进入系统内部,从而减小电磁干扰。

常用的屏蔽罩材料包括金属、导电涂层等。

4.过滤技术:通过在电子系统内部设置滤波器,对电磁波进行滤波处理,去除干扰信号,从而减小电磁干扰。

常用的滤波器包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。

5.接地技术:通过良好的接地系统设计和实施,确保电子系统各个部分的电势相等,并将电磁波导入地面,从而减小电磁干扰。

接地技术包括单点接地技术、多点接地技术、星形接地技术等。

6.电磁分离技术:通过对不同电磁设备或系统之间进行分离,减小彼此之间的电磁干扰。

电磁分离技术包括物理隔离、时间隔离等。

7.抑制串扰技术:通过合理的布线设计和电磁波传输路径的选择,减小电磁波在电子系统之间的串扰,从而减小电磁干扰。

抑制串扰技术包括电缆绝缘层设计、电路板布线规划等。

综上所述,电磁兼容和电磁屏蔽的主要工程技术方法包括地线提取技术、电磁波吸收技术、屏蔽罩技术、过滤技术、接地技术、电磁分离技术以及抑制串扰技术等。

这些方法可以相互结合使用,通过多种手段综合控制电磁干扰,实现电子系统的正常运行和电磁环境的和谐共存。

电磁兼容试验和测量技术

电磁兼容试验和测量技术

电磁兼容试验和测量技术电磁兼容试验和测量技术是电磁兼容性领域中不可或缺的重要方面,它对于保障电子设备的正常运行以及维护通信系统的稳定性发挥着关键作用。

电磁兼容试验和测量技术可具备以下几个方面:1. 电磁兼容试验技术电磁兼容试验技术是指对电子设备进行电磁兼容性试验,以评估其在电磁环境下的工作能力。

其中包括:(1) 辐射发射试验:通过外部电磁波源在电磁环境下对待测设备的辐射发射进行测试。

(2) 抗干扰试验:是针对设备在电磁环境中承受外界电磁影响而采取的试验措施。

(3) 静电放电试验:在模拟静电放电干扰环境下,对设备进行静电放电测试,以模拟实际工作环境。

2. 电磁兼容测量技术电磁兼容测量技术是指测量电磁环境下设备的电磁参数,以验证其符合电磁兼容性要求,包括:(1) 辐射场测量:是对电子设备周围辐射场进行的测量,并对其辐射程度进行分析。

(2) 反射场测量:是对电子设备所反射出来的信号进行的测量,可通过调整反射屏幕的结构改变设备的反射特性。

(3) 传导场测量:是对电子设备周围传导场强度的测量,以确定其对设备的影响。

3. 电磁兼容性评估电磁兼容性评估是根据电磁兼容性试验和测量的结果来对设备进行评估,以确定其是否符合要求,包括:(1) 辐射发射评估:通过对设备的辐射发射测试,评估设备对周围环境的辐射干扰程度,以确定是否满足相关标准和要求。

(2) 抗干扰评估:通过对设备的抗干扰试验和测量,评估设备的抗干扰能力,以确保其能够在恶劣环境下正常工作。

(3) 辐射耐受性评估:根据设备在电磁环境中的工作特性,对其所能接受的辐射程度进行评估,以确保设备能够在不同强度的辐射环境下均能正常工作。

综上所述,电磁兼容试验和测量技术是保障电子设备正常工作和维护通信系统稳定性的关键技术之一。

在实际应用中,需要综合运用多种方法和技术手段,确保设备的电磁兼容性能得到充分保证。

电磁兼容技术的研究及应用前景

电磁兼容技术的研究及应用前景

电磁兼容技术的研究及应用前景在当今高科技时代,电子产品已经成为人们日常生活的必需品。

随着电子产品的普及,电磁污染的问题也逐渐受到人们的关注。

电磁兼容技术作为解决电磁污染问题的重要方法,在许多领域都得到了广泛应用。

一、电磁兼容技术的应用范围电磁兼容技术主要应用于电子设备的研发和生产过程中,以及设备的使用过程中。

在电子设备的研发过程中,需要对设备进行电磁兼容测试,以保证设备能够在正常的电磁环境下正常工作。

在设备的生产过程中,还需要对设备进行电磁兼容性的评估,以保证设备在正常使用情况下不会对周围环境产生影响。

设备使用过程中,也需要对设备进行定期的电磁兼容测试,以检测设备是否出现了不良的电磁辐射或者电磁干扰现象。

除此之外,电磁兼容技术在交通、电力、通信、军事等领域也有广泛的应用。

例如,在交通领域中,高速公路沿线的电子设备需要经过电磁兼容测试,以避免产生电磁干扰影响到驾驶员安全。

在电力领域中,电子设备需要具有较强的电磁兼容性能,以保证电力系统正常运行。

在通信领域中,电子设备需要能够兼容各种无线信号,以保证无线通信的质量。

在军事领域中,电磁兼容技术被广泛应用于军用电子设备的研发和测试中。

二、电磁兼容技术的研究方法电磁兼容技术的研究主要包括两种方法:电磁兼容设计和电磁兼容测试。

电磁兼容设计是指在电子设备的设计过程中考虑电磁兼容问题,采用一系列的技术措施在设计阶段防止电磁干扰,从源头上解决问题。

电磁兼容设计的主要方法包括:防辐射措施、屏蔽措施、地面措施、滤波措施等。

电磁兼容测试是指对电子设备进行电磁兼容测试,检测设备是否符合电磁兼容要求,以及发现设备产生电磁干扰或者受到电磁干扰的原因和程度。

电磁兼容测试的主要内容包括:放射测试、抗干扰测试、阻抗测试、传导测试等。

三、电磁兼容技术的发展趋势随着电子产品的普及和电磁污染问题的日益严重,电磁兼容技术正在得到越来越广泛的关注。

未来,电磁兼容技术将继续朝着以下几个方向发展。

电磁兼容技术研究

电磁兼容技术研究

电磁兼容技术研究电磁兼容技术(Electromagnetic Compatibility)是处理电子设备之间相互干扰的一门技术,主要解决的问题是设备电磁干扰、敏感度、抗干扰性和其它兼容性问题。

在当今的高科技产业中,电磁兼容技术的地位日益重要,其市场需求也日渐旺盛。

电磁兼容技术的相关研究领域涉及电磁场理论、电磁波传播、电磁干扰发射、电磁辐射检测与测量、防护及抑制等。

它主要包括传输线路和接口中的信号干扰、设备内可靠性问题、对移动电话和其他电子设备的电磁干扰等方面,其研究目的是为保证产品在使用时不互相干扰,有效地提高设备的抗干扰能力,提高产品的质量和稳定性,在市场竞争中获得更好的竞争力。

电磁兼容技术研究主要包括以下几个方面:一、电磁辐射控制技术电磁辐射是电子设备发射的电磁能量,对其他设备造成破坏和干扰的主要原因。

因此,为了减小电磁辐射对周围环境造成的影响,控制电磁辐射是必不可少的技术之一。

电磁辐射控制技术主要包括屏蔽、过滤、接地和减少电磁场辐射等方法,来达到控制电磁辐射的目的。

二、电磁干扰抑制技术电磁干扰抑制是指在一定环境或一定条件下防止外部电磁场对产生干扰的设备或电子系统产生损害的技术。

电磁干扰抑制技术的实现方法主要包括传输线路和接口中的信号干扰、设备防护、抑制电磁波辐射等。

三、电磁兼容测试技术电磁兼容测试技术是为了验证产品的电磁兼容性能是否符合标准和要求,以检测产品的抗电磁干扰和抗电磁辐射的能力。

目前在电子产品国际市场上,电磁兼容测试已经成为了一个必要的测试手段和技术要求。

四、抗电磁干扰设计技术抗电磁干扰设计技术主要是为了提高电子设备的防干扰能力。

通过选用抗干扰组件、采用符合电磁兼容标准的电路设计、实施合理的布线及排布等一系列防干扰措施来提高电子设备的抗干扰能力。

总的来说,电磁兼容技术的发展趋势是辐射源控制和干扰标准化。

控制辐射源和制定适当的干扰标准,可以使得电子产品可以平稳地演化,并为新型电子产品的研究和发展创造条件,为电子设备在各种复杂的电磁场环境下工作提供稳定可靠的保证。

电磁兼容标准及测试技术(EMC)

电磁兼容标准及测试技术(EMC)
特性
EMC包括电磁干扰(EMI)和电磁敏感度(EMS)两个方面,前者关注设备对外界干 扰的抵抗能力,后者关注设备对外部干扰的发射控制。
EMC的重要性和影响
重要性
随着电子设备广泛应用于各个领域, EMC问题日益突出,它不仅影响设备 的正常运行,还可能对人身安全和环 境造成威胁。
影响
EMC问题可能导致设备性能下降、数 据传输错误、控制精度降低、甚至设 备损坏等后果。
测量和校准工具
使用测量和校准工具对设备的电磁兼容性能进 行测试和校准。
实验测试技术
通过实验测试技术对设备的电磁兼容性能进行实际测试和验证。
05
电磁兼容未来的发展趋势和挑战
新兴的电磁兼容标准和法规
国际电磁兼容标准
国际电工委员会(IEC)和国际无线电干扰特别委员会(CISPR)等国际组织正在制定 更加严格的电磁兼容标准,以应对新技术和应用的挑战。
区域电磁兼容标准
不同国家和地区也在制定符合其特定需求的区域电磁兼容标准,以确保产品在该地区的 电磁兼容性。
法规和政策
政府和监管机构正在加强电磁兼容性法规和政策的制定,以确保电子设备和系统的正常 运行,并减少电磁干扰对环境和公众健康的影响。
新的测试技术和方法
自动化测试系统
01
随着技术的发展,自动化测试系统已经成为电磁兼容测试的重
瞬态干扰测试
瞬态干扰测试是评估电子设备在瞬态电压或电 流冲击下的抗干扰能力,例如雷电等自然现象 或开关操作等人为现象。
测试方法包括模拟瞬态电压或电流冲击对电子 设备的影响,以观察其在瞬态干扰下的性能表 现。
瞬态干扰测试的目的是评估电子设备在瞬态电 磁环境中的稳定性和可靠性,以确保其在受到 瞬态电压或电流冲击时仍能正常工作。

电磁兼容原理技术及应用

电磁兼容原理技术及应用

电磁兼容原理技术及应用
电磁兼容(Electromagnetic Compatibility,简称EMC)是指各
种电子设备在相同的电磁环境中能够共存和相互协调工作的能力。

电磁兼容原理技术和应用是保证电子设备在正常工作状态下不受干扰,同时也不对其他设备造成干扰的关键技术。

电磁兼容原理技术主要包括两个方面:电磁辐射控制和电磁敏感度控制。

电磁辐射控制是通过合理设计电路和导线布局、使用屏蔽材料以及降低高频振荡电路等方式来减少设备产生的电磁辐射。

电磁敏感度控制是通过改进设备的电磁兼容性,提高设备的抗干扰能力,降低其对外部干扰的敏感度。

在实际应用中,电磁兼容原理技术被广泛用于各个领域。

在电子通信领域,电磁兼容技术可以保证手机、电视、无线网络设备等在相同频段工作时不会相互干扰;在军事领域,电磁兼容技术可以保证雷达、通信设备等正常工作,并提高其抗电磁干扰能力;在汽车领域,电磁兼容技术可以减少车载设备对车辆电子系统的干扰,保证车辆电子系统的正常工作。

此外,电磁兼容原理技术还被广泛应用于航空航天、医疗设备、能源等领域。

在航空航天中,电磁兼容技术可以保证航空器的各个电子设备在恶劣的电磁环境中正常工作;在医疗设备中,电磁兼容技术可以减少医疗设备对周围环境的干扰,并确保医疗设备的安全性和可靠性;在能源领域,电磁兼容技术可以保证电力系统的各个设备正常工作,提高电力系统的稳定性和可靠性。

总之,电磁兼容原理技术和应用在现代社会中具有重要的意义,它可以保证各种电子设备的正常工作,并提高设备的可靠性和稳定性。

通过合理应用电磁兼容技术,可以减少电子设备对周围环境和其他设备的干扰,保证各个设备之间的协调工作。

电磁兼容性技术在电子电气系统中的应用

电磁兼容性技术在电子电气系统中的应用

电磁兼容性技术在电子电气系统中的应用随着人类社会科技的不断发展,电子电气系统已经成为了人们日常生产和生活中不可缺少的一部分,但是同时也带来了很多问题,其中之一就是电磁干扰问题。

电子电气系统中的电磁干扰不仅可影响到它自身的正常运行,还会对周围的其他设备和系统产生负面影响。

因此,电磁兼容性(EMC,Electromagnetic Compatibility)技术的应用就显得尤为重要,本文将从电磁兼容性技术的定义、应用、标准等多个方面阐述电磁兼容性技术在电子电气系统中的应用。

1. 电磁兼容性技术的定义电磁兼容性技术,即是指在一个有多种电器设备和系统的环境下,通过降低电磁干扰的程度和电器设备的敏感程度,保证各种设备能够在同一环境中相互协调工作。

简单来说,它是指保证电子电气设备和系统之间互不干扰的一种技术,也是一项非常重要的技术。

2. 在电子电气系统中,电磁兼容性技术的应用非常广泛,包括以下几个方面:(1)汽车电子系统随着人们生活水平的不断提高,对于汽车的安全性、舒适性、可靠性的要求也越来越高,因此汽车电子系统也不断发展和完善。

车载电子系统是由很多模块和器件组成的,这些模块和器件之间的电磁互相作用不可避免地会在整个系统中形成干扰,甚至可能引起系统故障。

因此,在汽车电子系统的设计中,电磁兼容性问题的解决是一个至关重要的问题。

汽车电子系统中应用的电磁兼容性技术,可以有效避免电子设备产生的电磁泄漏对其他设备产生干扰,从而使整个电子系统稳定运行。

(2)无线通信设备随着移动互联网的发展,无线通信设备在现代社会中的地位变得越来越重要。

然而,在无线通信设备的使用过程中,会产生一定干扰,会对其他无线设备及周围通讯设施造成干扰,对通讯设备的稳定性造成影响。

电磁兼容性技术就是在这样的背景下应运而生的,它可以有效的降低无线通信设备产生的电磁干扰和受到的电磁干扰,使无线通信设备正常运行,并保证通信的质量。

(3)家用电器家用电器越来越依赖于低功率电子设备的应用,它们不仅具有稳定的性能,而且还能够满足消费者对安全性、健康等方面的需求。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

EMC设计技术内容提要主要内容包括:1. 电路设计(数字电路、模拟电路、开关电源、通信设备)和器件选择2. 电缆和连接器3. 滤波器和瞬态干扰抑制4. 屏蔽5. 线路板设计(包括传输线)6. 静电放电、机电设备和电源功率因数校正由于已经有很多关于以上问题的教科书,因此这里仅将问题提出并介绍最实用技术中的一些关键点,这些内容都是十分重要且实用的。

但我们在这里并不介绍这些技术为什么管用,而仅介绍这些技术是什么,怎样应用。

当然,了解这些技术的原理对于灵活应用这些技术是十分必要的,您可以参考其它教科书。

1 电路设计及EMC器件选择在新设计及开发项目的开始,正确选择有源与无源器件及完善的电路设计技术,将有利于以最低的成本获得EMC认证,减少产品因屏蔽和滤波所带来的额外的成本、体积和重量。

这些技术也可以提高数字信号的完整性及模拟信号信噪比,可以减少重复使用硬件及软件至少一次,这也将有助于新产品达到其功能技术要求,尽早投入市场。

这些EMC技术应视为公司竟争优势的一部分,有助于使企业获得最大的商业利益。

1.1 数字器件与EMC电路设计1.1.1 器件选择大部分数字IC生产商都至少能生产某一系列辐射较低的器件,同时也能生产几种抗ESD的I/O芯片,有些厂商供应EMC性能良好的VLSI(有些EMC微处理器比普通产品的辐射低40dB);大多数数字电路采用方波信号同步,这将产生高次谐波分量,如图1示。

时钟速率越高,边沿越陡,频率和谐波的发射能力也越高。

因此,在满足产品技术指标的前提下,尽量选择低速时钟。

在HC能用时绝不要使用AC,CMOS4000能行就不要用HC。

要选择集成度高并有EMC特性的集成电路,比如:电源及地的引脚较近多个电源及地线引脚输出电压波动性小可控开关速率与传输线匹配的I/O电路差动信号传输地线反射较低对ESD及其他干扰现象的抗扰性输入电容小输出级驱动能力不超过实际应用的要求电源瞬态电流低(有时也称穿透电流)这些参数的最大、最小值应由其生产商一一指明。

由不同厂家生产的具有相同型号及指标的器件可能有显著不同的EMC特性,这一点对于确保陆续生产的产品具有稳定的电磁兼容符合性是很重要的。

高技术集成电路的生产商可以提供详尽的EMC设计说明,比如Intel的奔腾MMX芯片就是这样。

设计人员要了解这些并严格按要求去做。

详尽的EMC设计建议表明:生产商关心的是用户的真正需求,这在选择器件时是必须考虑的因素。

在早期设计阶段,如果IC的EMC 特性不清楚,可以通过一简单功能电路(至少时钟电路要工作)进行各种EMC测试,同时要尽量在高速数据传输状态完成操作。

发射测试可方便地在一标准测试台上进行,将近场磁场探头连接到频谱分析仪(或宽带示波器)上,有些器件明显地比其他一些器件噪声小得多,测试抗扰度时可采用同样的探头,并连到信号发生器的输出端(连续射频或瞬态)。

但如果探头是仪器专配的(不只是简单的短路环或导线),首先要检查其功率承受能力是否满足要求。

测试时近场探头需贴近器件或PCB板,为了定位“关键探测点”和最大化探头方向,应首先在整个区域进行水平及垂直扫描(使探头在各个方向相互垂直),然后在信号最强的区域集中进行扫描。

图1 上升/下降时间为1ns的理想60MHz方波的频谱1.1.2 不宜采用IC 座IC座对EMC 很不利,建议直接在PCB上焊接表贴芯片,具有较短引线和体积较小的IC芯片则更好, BGA及类似芯片封装的IC在目前是最好的选择。

安装在座(更糟的是,插座本身有电池)上的可编程只读存储器(PROM)的发射及敏感特性经常会使一个本来良好的设计变坏。

因此,应该采用直接焊接到电路板上的表贴可编程储存器。

带有ZIF座和在处理器(能方便升级)上用弹簧安装散热片的母板,需要额外的滤波和屏蔽,即使如此,选择内部引线最短的表贴ZIF 座也是有好处的。

1.1.3 电路技术对输入和按键采用电平检测(而非边沿检测)使用前沿速率尽可能慢且平滑的数字信号(不超过失真极限)在PCB样板上,允许对信号边沿速度或带宽进行控制(例如,在驱动端使用软铁氧体磁珠或串联电阻)降低负载电容,以使靠近输出端的集电极开路驱动器便于上拉,电阻值尽量大处理器散热片与芯片之间通过导热材料隔离,并在处理器周围多点射频接地电源的高质量射频旁路(解耦)在每个电源管脚都是重要的高质量电源监视电路需对电源中断、跌落、浪涌和瞬态干扰有抵抗能力需要一只高质量的看门狗决不能在看门狗或电源监视电路上使用可编程器件电源监视电路及看门狗也需适当的电路和软件技术,以使它们可以适应大多数的不测情况,这取决于产品的临界状态当逻辑信号沿的上升/下降时间比信号在PCB走线中传输一个来回的时间短时,应采用传输线技术:经验:信号在每毫米轨线长度中传输一个来回的时间等于36皮秒为获得最佳EMC特性,对于比(a)中经验提示短得多的轨线,使用传输线技术有些数字IC产生高电平辐射,常将其配套的小金属盒焊接到PCB地线而取得屏蔽效果。

PCB上的屏蔽成本低,但在需散热和通风良好的器件上并不适用。

时钟电路通常是最主要的发射源,其PCB轨线是最关键的一点,要作好元件的布局,从而使时钟走线最短,同时保证时钟线在PCB的一面但不通过过孔。

当一个时钟必须经过一段长长的路径到达许多负载时,可在负载旁边安装一时钟缓冲器,这样,长轨线(导线)中的电流就小很多了。

这里,相对的失真并非重要。

长轨线中的时钟沿应尽量圆滑,甚至可用正弦波,然后由负载旁的时钟缓冲器加以整形。

1.1.4 扩展频谱时钟所谓的“扩展频谱时钟”是一项能够减小辐射测量值的新技术,但这并非真正减小了瞬时发射功率,因此,对一些快速反应设备仍可能产生同样的干扰。

这种技术对时钟频率进行1% ~ 2% 的调制,从而扩散谐波分量,这样在CISPR16或FCC发射测试中的峰值较低。

所测的发射减小量取决于带宽和测试接收机的积分时间常数,因此这有一点投机之嫌,但该项技术已被FCC所接受,并在美国和欧洲广泛应用。

调制度要控制在音频范围内,这样才不会使时钟信号失真,图2是一时钟谐波发射改善的例子。

扩展频谱时钟不能应用于要求严格的时间通信网络中,比如以太网、光纤、FDD、ATM、SONET和ADSL。

绝大多数来自数字电路发射的问题是由于同步时钟信号。

非同步逻辑(比如AMULET微处理器,正由steve Furbe教授领导的课题组在UMIST研制)将大大地降低发射量,同时也可获得真正的扩频效果,而不只是集中在时钟谐波上产生发射。

图2 时钟扩频导致的辐射降低1.2 模拟器件和电路设计1.2.1 选择模拟器件从EMC的角度选择模拟器件不象选择数字器件那样直接,虽然同样希望发射、转换速率、电压波动、输出驱动能力要尽量小,但对大多数有源模拟器件,抗扰度是一个很重要的因素,所以确定明确的EMC订购特征相当困难。

来自不同厂商的同一型号及指标的运算放大器,可以有明显不同的EMC性能,因此确保后续产品性能参数的一致性是十分重要的。

敏感模拟器件的厂商提供EMC或电路设计上的信噪处理技巧或PCB布局,这表明他们关心用户的需求,这有助于用户在购买时权衡利弊。

1.2.3 防止解调问题大多数模拟设备的抗扰度问题是由射频解调引起的。

运放每个管脚都对射频干扰十分敏感,这与所使用的反馈线路无关(见图3),所有半导体对射频都有解调作用,但在模拟电路上的问题更严重。

即使低速运放也能解调移动电话频率及其以上频率的信号,图4表明了实际产品的测试结果。

为了防止解调,模拟电路处于干扰环境中时需保持线性和稳定,尤其是反馈回路,更需在宽频带范围内处于线性及稳定状态,这就常常需要对容性负载进行缓冲,同时用一个小串联电阻(约为500)和一个大约5PF的积分反馈电容串联。

进行稳定度及线性测试时,在输入端注入小的但上升沿极陡 (<1ns) 的方波信号(也可以通过电容馈送到输出端和电源端),方波的基频必须在电路预期的频带内,电路输出应用100MHz(至少)的示波器和探针进行过冲击和振铃检查,对音频或仪表电路也应如此,对更高速模拟电路,要选取频带更宽的示波器,同时注意使用探头的技巧。

超过信号高度50%的过冲击表明电路不稳定,对过冲击应予以有效的衰减,信号的任何长久的振铃(超过两个周期)或突发振荡表明其稳定度不好。

以上测试应在输入及输出端均无滤波器的情况下进行,也可以用扫频代替方波,频谱分析仪代替示波器(更易看出共振频率)图3 任何半导体器件都会发生解调,所有引线都敏感图4 运算放大器能够有效地解调射频信号1.2.3 其它模拟电路技术获得一稳定且线性的电路后,其所有联线可能还需滤波,同一产品中的数字电路部分总会把噪声感应到内部连线上,外部连线则承受外界的电磁环境的骚扰。

滤波器将在后面介绍。

决不要试图采用有源电路来滤波和抑制射频带宽以达到EMC要求,只能使用无源滤波器(最好是RC型)。

在运放电路中,只有在其开环增益远大于闭环增益时的频率范围内,积分反馈法才有效,但在更高频率,它不能控制频率响应。

应避免采用输入、输出阻抗高的电路,比较器必须具有迟滞特性(正反馈),以防止因为噪声和干扰而使输出产生误动作,还可防止靠近切换点处的振荡。

不要使用比实际需要快得多的输出转换比较器,保持dv/dt在较低状态。

对高频模拟信号(例如射频信号),传输线技术是必需的,取决于其长度和通信的最高频率,甚至对低频信号,如果对内部联接用传输线技术,其抗扰度也将有所改善。

有些模拟集成电路内的电路对高场强极为敏感,这时可用小金属壳将其屏蔽起来(如果散热允许),并将屏蔽盒焊接到PCB地线面上。

与数字电路相同,模拟器件也需要为电源提供高质量的射频旁路(去耦),但同时也需低频电源旁路,因为模拟器件的电源噪声抑制率(PSRR)对1kHz以上频率是很微弱的,对每个运放、比较器或数据转换器的每个模拟电源引脚的RC或LC滤波都是必要的,这些电源滤波器转折频率和过渡带斜率应补偿器件PSRR的转折频率和斜率,以在所关心的频带内获得期望的PSRR。

一般的EMC设计指南中都很少涉及射频设计,这是因为射频设计者一般都很熟悉大多数连续的EMC现象,然而需要注意的是,本振和IF频率一般都有较大的泄漏,所以需要着重屏蔽和滤波。

1.3 开关电源设计开关电源的特征就是产生强电磁噪声,若不加严格控制,将产生极大的干扰。

下面介绍的技术有助于降低开关电源噪声,能用于高灵敏度的模拟电路。

1.3.1 电路和器件的选择一个关键点是保持dv/dt和di/dt在较低水平,有许多电路通过减小dv/dt和/或di/dt来减小辐射,这也减轻了对开关管的压力,这些电路包括ZVS(零电压开关)、ZCS(零电流开关)、共振模式.(ZCS的一种)、SEPIC(单端初级电感转换器)、CK(一套磁结构,以其发明者命名)等。

相关文档
最新文档