一引言
電磁干擾的主要方式是傳導(dǎo)干擾、輻射干擾、共阻抗耦合、感應(yīng)耦合。對(duì)這幾種途徑產(chǎn)生的干擾我們應(yīng)采用的相應(yīng)對(duì)策:傳導(dǎo)干擾采取濾波,輻射干擾采用屏蔽和接地等措施就能夠大大提高產(chǎn)品的抵抗電磁干擾的能力,也可以有效的降低對(duì)外界的電磁干擾。本文從濾波設(shè)計(jì)、接地設(shè)計(jì)、屏蔽設(shè)計(jì)三個(gè)角度,介紹EMC的設(shè)計(jì)技巧。
二濾波
濾波是信號(hào)處理里面比較重要的一個(gè)環(huán)節(jié),通常減少直流當(dāng)中的交流成分并獲得比較平滑的直流電,在整流之后都要經(jīng)過濾波電路,濾波常用的元器件是電容、電阻以及電感,下面介紹濾波電路常用的五種電路形式。
圖1: 電容濾波
圖2:電感濾波
圖3:LC濾波
圖4:LC-π濾波
圖5:RC-π濾波
以上的五種濾波的特點(diǎn)如下:
圖6 濾波器的特點(diǎn)
因?yàn)楦鶕?jù)公式電容的諧振公式:
可知,當(dāng)我們的電容的ESL偏大時(shí)電容的諧振頻率會(huì)偏小,反之。我們通過使用同樣的封裝、同樣的容值。在1GHz的頻率下,普通的MLCC電容一般的ESL大于1nF,而我司的BDL濾波器的ESL為55pH,如圖6可以對(duì)比MLCC和我司的BDL的插入損耗曲線圖,由圖6可以看出我司的BDL濾波器比MLCC對(duì)于噪聲的衰減能力比較好。
圖 7插入損耗曲線圖
我司的BDL濾波器應(yīng)用:電機(jī)、DC-DC、功放、信號(hào)線的差分對(duì)。
圖 8BDL電機(jī)應(yīng)用板
圖 9BDL應(yīng)用于DC-DC
圖 10BDL應(yīng)用于功放
三接地
接地是最有效的抑制騷擾源的方法,可解決50%的EMC問題。系統(tǒng)基準(zhǔn)地與大地相連,可抑制電磁騷擾。外殼金屬件直接接大地,還可以提供靜電電荷的泄漏通路,防止靜電積累。
在地線設(shè)計(jì)中應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
(1)正確選擇單點(diǎn)接地與多點(diǎn)接地
在低頻電路中,信號(hào)的工作頻率小于1MHz,它的布線和器件間的電感影響較小,而接地電路形成的環(huán)流對(duì)干擾影響較大,因而應(yīng)采用單點(diǎn)接地。當(dāng)信號(hào)工作頻率大于10MHz時(shí),地線阻抗變得很大,此時(shí)應(yīng)盡量降低地線阻抗,應(yīng)采用就近多點(diǎn)接地。當(dāng)工作頻率在1~10MHz時(shí),如果采用一點(diǎn)接地,其地線長度不應(yīng)超過波長的1/20,否則應(yīng)采用多點(diǎn)接地法。
電路板上既有高速邏輯電路,又有線性電路,應(yīng)使它們盡量分開,而兩者的地線不要相混,分別與電源端地線相連。要盡量加大線性電路的接地面積。
(3)盡量加粗接地線
若接地線很細(xì),接地電位則隨電流的變化而變化,致使電子設(shè)備的定時(shí)信號(hào)電平不穩(wěn),抗噪聲性能變壞。因此應(yīng)將接地線盡量加粗,使它能通過三位于印制電路板的允許電流。如有可能,接地線的寬度應(yīng)大于3mm。
(4)將接地線構(gòu)成閉環(huán)路
設(shè)計(jì)只由數(shù)字電路組成的印制電路板的地線系統(tǒng)時(shí),將接地線做成閉環(huán)路可以明顯的提高抗噪聲能力。其原因在于:印制電路板上有很多集成電路組件,尤其遇有耗電多的組件時(shí),因受接地線粗細(xì)的限制,會(huì)在地結(jié)上產(chǎn)生較大的電位差,引起抗噪聲能力下降,若將接地結(jié)構(gòu)成環(huán)路,則會(huì)縮小電位差值,提高電子設(shè)備的抗噪聲能力。
四屏蔽
圖11 EMC三要素
根據(jù)我們的EMC三要素來講,我們的屏蔽分為兩類來說明,一類是針對(duì)干擾源進(jìn)行屏蔽,另一類為在耦合路徑上進(jìn)行屏蔽。而屏蔽干擾源是對(duì)一些輻射比較嚴(yán)重的IC進(jìn)行屏蔽,防止干擾源通過空間輻射影響到一些敏感設(shè)備。在耦合路徑進(jìn)行屏蔽處理是防止噪聲通過線束將噪聲放大,注意我們所做的一切屏蔽都要進(jìn)行接地處理,盡量多點(diǎn)接地。下面給大家介紹一下屏蔽的類型:
(1)改良電子設(shè)備中的電路設(shè)計(jì),采用濾波器件、不同特性元器件分開布局(局部增加屏蔽罩、粘貼金屬箔、也有采用金屬編織網(wǎng)等方法);
圖12 金屬屏蔽罩
圖13 銅箔屏蔽
圖14 金屬箔屏蔽帶
(2)在整個(gè)電子設(shè)備外殼就具有高電磁波發(fā)射能力的電路和器件周圍,添加電磁波屏蔽罩、粘貼金屬箔、噴涂導(dǎo)電涂料、鍍一層導(dǎo)電金屬層、增加電磁波吸收材料。
圖15電磁屏蔽氈(屏蔽芯片)_黑色部分
圖16電磁屏蔽氈
圖17電鍍導(dǎo)電屏蔽層
圖18噴涂電磁屏蔽涂料
五總結(jié)
本文總結(jié)了EMC整改中的一些常用的措施,屏蔽、濾波和接地是最基礎(chǔ)的措施,也是最常用的,希望能給大家?guī)韼椭?/p>
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原文標(biāo)題:濾波、接地、屏蔽、三個(gè)視角看EMC設(shè)計(jì)
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濾波、接地、屏蔽、三個(gè)視角看EMC設(shè)計(jì)
從濾波設(shè)計(jì)、接地設(shè)計(jì)、屏蔽設(shè)計(jì)和PCB布局布線介紹EMC的設(shè)計(jì)技巧

接地設(shè)計(jì)是電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一個(gè)重要問題

EMC三個(gè)重要規(guī)律
4個(gè)角度看EMC設(shè)計(jì)技巧

接地與EMC的分析設(shè)計(jì)

大神總結(jié):4個(gè)角度看EMC設(shè)計(jì)技巧!

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EMC濾波設(shè)計(jì)技巧 EMC接地和屏蔽設(shè)計(jì)
EMC領(lǐng)域的三個(gè)重要規(guī)律 EMC問題的三個(gè)要素
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