EMC电磁兼容锦集一

                                                       EMC电磁兼容锦集一

内容简介

1、 EMC要求
2、 查找确认辐射源
3、 滤波
4、 吸波
5、 接地
6、 屏蔽
7、 能量分散
8、 3W原则
9、 20H原则与辐射
10、 差分信号概念
11、 差分信号特点
12、 差分信号走线注意

一、EMC要求

1、 设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值；
2、 器具对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度；

二、 查找确认辐射源

1、 排除法
A、 拔线法
B、 分区工作排除法
C、 低电压小电流的人体触摸法
D、 区域屏蔽排除法
2、 频谱分析仪频点搜索法
3、 元件固有频率分析法
A、 指对一些元件的固定频率及其倍频频率分析归类法
B、 如晶振等元件的工作频率都是固定的

三、 滤波

1、 电容滤波
2、 RC 滤波
3、 LC 滤波等

四、 吸波

1、 电路串联磁珠法
2、 绕穿磁环法
3、 贴吸波材料法
4、 注意辐射超标电磁波频率必须在所使用的吸波材料所吸收电磁波频率范围之内,否则会失效

五、 接地

1、 单点接地法
2、 多点接地法

六、 屏蔽

1、 加屏蔽罩
2、 外壳屏蔽法
3、 PCB 走线布局屏蔽法

七、 能量分散

1、 是指一些被测物的控制软件可利用展频和跳频等技术对能量集中的频段进行展宽频率带宽和跳变频率实现分散频段能量，从而使附加在单点频率上的能量降低，也就是起到了单点频率辐射的电磁波强度降低的功效
2、 故此法对尖峰毛刺形波形的频率辐射超标会起到显著效果，对包络形波形频率辐射超标起不到明显作用

八、3W原则

X串扰(dB)=20logV敏感设备/V干扰源；
串扰≈K/[1+(D/H)2]≈KH2/(H2+D2)；

九、20H原则与辐射

具有一定电压的PCB板都有向周围空间辐射能力；
为减小辐射效应,PCB板的物理尺寸应小于靠近的接地板物理尺寸20H；
使得辐射强度下降70%，其中H为两层印刷板的距离；

电源层与地层的距离包括芯层距离、填充介质、绝缘隔离距离；
比如:若两层间距为0.008in,20H则为0.16in；

十、差分信号概念

驱动端发送两个等大反向的信号,作为0、1逻辑状态;
承载差分信号的这对走线为差分走线；

十一、差分信号特点

1、 抗干扰能力强
差分走线间耦合好;
当外界存在噪声干扰时,几乎是同时被耦合到两条线上;
接收端只是获取两信号差值,外部共模噪声的影响可被完全抵消;
2、 抑制EMI
由于两根信号极性相反,对外辐射电磁场可相互抵消;
3、 高精确度
地做基准的单端信号系统中,测量的信号精确值依赖系统内地的一致性；
信号源和信号接收器间距越远,局部地的电压值之间有差异就可能越大；
而差分信号恢复的信号值，基本上与地的精确值无关；
差分信号的变化是位于两个信号的交点，受工艺，温度的影响小;
能降低时序上的误差,同时也更适合于低幅度信号的电路;

十二、差分信号走线注意

1、走线要求"等长、等距"。
等长：保证两个差分信号时刻保持相反极性,减少共模分量；
等距：保证两者差分阻抗一致,减少反射。
"尽量靠近原则"有时候也是差分走线的要求之一。
2、差分电路对于类似地弹以及其它可能存在于电源和地平面上的噪音信号是不敏感的；
3、地平面的部分回流抵消并不代表差分电路就不以参考平面作为信号返回路径，
在信号回流分析上，差分走线和普通的单端走线的机理是一致的，即高频信号总是沿着电感最小的回路进行回流;
4、最大的区别在于差分线除了有对地的耦合之外,还存在相互之间的耦合,哪一种耦合强，那一种就成为主要的回流通路;
5、在PCB电路设计中，一般差分走线之间的耦合较小，往往只占 10~20%的耦合度，更多的还是对地的耦合，所以差分走线的主要回流路径还是存在于地平面;
6、当地平面发生不连续的时候，无参考平面的区域，差分走线之间的耦合才会提供主要的回流通路;
7、尽管参考平面的不连续对差分走线的影响没有对普通的单端走线来的严重，但还是会降低差分信号的质量，增加 EMI，要尽量避免;
8、去掉差分走线下方的参考平面，以抑制差分传输中的部分共模信号，但从理论上看这种做法是不可取的，不给共模信号提供地阻抗回路,势必会造成 EMI 辐射;
9、在实际的 PCB 布线中，往往不能同时满足差分设计的要求；
这会导致差分对的部分区域无法平行;
最重要是匹配线长；
10、让差分走线靠近主要为了增强耦合;
既可提高对噪声的免疫力，还能利用磁场相反极性来抵消对外界的电磁干扰；若能保证它们得到充分屏蔽,不受外界干扰,这也可不需要此耦合增强了；
11、让差分走线具有良好隔离、屏蔽增大与其它信号走线的间距;
电磁场能量是随着距离呈平方关系递减的,一般线间距超过4倍线宽时,它
们之间干扰就可忽略;
通过地平面的隔离，CPW结构在高频的(10G以上)IC封装PCB设计中经常会用采用,可保证严格的差分阻抗控制;
最好在同一信号层中,因为不同层产生如阻抗、过孔的差别会破坏差模传输的效果,引入共模噪声;
若相邻两层耦合不够紧密,会降低差分走线抵抗噪声的能力,此时需保持和周围走线适当的间距;



相距500Mils的差分走线,在3米外的辐射能量衰减基本达到60dB,足以满足 FCC标准,所以不用过分担心差分线耦合不够而造成电磁不兼容问题;