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电路板级的电磁兼容设计

作者:时间:2011-10-08来源:网络收藏
速信号通道时,过孔应该被保持到绝对的最小。对于高速的并行线(例如地址和数据线),如果层的改变是不可避免,应该确保每根信号线的过孔数一样。

b) 45度角的路径

与过孔相似,直角的路径转动应该被避免,因为它在内部的边缘能产生集中的电场。该场能产生耦合到相邻路径的躁声,因此,当转动路径时全部的直角路径应该采用45度的。 图25是45度路径的一般规则。

c) 短截线

短截线产生反射,同时也潜在增加波长可分的天线到电路的可能。虽然短截线长度可能不是任何在系统的已知信号的波长的四分之一整数,但是附带的辐射可能在短截线上产生共鸣。因此,避免在传送高频率和敏感的信号路径上使用短截线。


d) 星型的信号排列

虽然星型排列适用于来自多个PCB印制电路版的地线连接,但它带有能产生多个短截线的信号路径。因此,应该被避免用星型排列于高速和敏感的信号上。

e) 辐射型信号排列

辐射型信号排列通常有最短的路径,以及产生从源点到接收器的最小延迟,但是这也能产生多个反射和辐射干扰,所以应该被避免用辐射型排列于高迅和敏感的信号上。

f) 不变的路径宽度

信号路径的宽度从驱动到负载应该是常数。改变路径宽度对路径阻抗(电阻,电感,和电容)产生改变,从而,能产生反射和造成线路阻抗不平衡。所以最好保持路径的宽度不变。

g) 洞和过孔密集经过电源和地面位面的过孔的密集会在接近过孔的地方产生局部化的阻抗差异。这个区域不仅成为信号活动的“热点”,而且供电面在这点是高阻,象射频电流一样低效。

h) 切分孔隙

与洞和过孔密集相同,切分孔隙(即长洞或宽通道)在电源位面和地位面范围内产生不一致的区域,并且就象防护物一样减少他们的效力,也局部性地递增电源位面和地位面的阻抗

接地金属化的模具

所有的金属化的模具应该被连接到地,否则,这些大的金属区域能充当辐射天线。

j) 最小化环面积

保持信号路径和它的地返回线紧靠在一起将有助于最小化地环,因而,避免潜在的天线环。对于高速单端信号,有时如果信号路径没有沿着低阻的地位面走,地线回路可能也必须沿着信号路径(如图27)。

PCB 例1

图28说明了洗衣机的典型印制板电路的一些改进措施

PCB 例2

图29说明了空气调节器的典型印制电路板电路的一些改进措施


附录 A:术语表

电磁的兼容性(EMC)

由于的原因,工作在规定的电磁环境安全范围内的电气和电子的系统、装置和设备,他们的设计水平或性能上没有造成不可接受的下降,这种能力就是性。(ANSI C64。14-1992)。

(EMI)

性的缺乏,其冲突的本质就是兼容性的缺乏。就是这样一个过程,在这个过程中分裂的电磁能量从一个电子设备传输到另外一个,这种传输经由辐射或传导路径完成(或同时经由两者)。通常,这个术语特指的是射频信号。电磁干扰能发生在“直流直到日光”的频率范围内。

辐射性散发

是射频能量的组成它通过如同电磁场一样的媒介传送。射频能量通常通过自由空间传送;然而,其他模式的场传送也可能发生。

传导性散发

是射频能量的组成,它通过如同导波一样的媒介传送,一般通过金属丝或互连电缆进行。

抗干扰性

当维持在预先确定的性能水平时,设备或系统抵挡电磁干扰能力的相对度量。

静电的放电(ESD)

当两个不同电位的物体在彼此接近或直接接触时,产生的电荷转移。这种被观察到的现象是高压脉冲,高压脉冲可能使敏感的设备遭到损坏或失去功能。尽管闪电在量级上与高压脉冲不同,但术语静电放电通常被用于安培数较小的事件中,更特指那些人为引发的事件。

抗辐射性

产品抵抗来自自由空间传播的电磁能量的相对能力。

抗导体性

抵抗经过外部的电缆,电线穿透它的电磁能量的产品相对能力,输入/输出互相连接的电磁能量。如果连接不正确的话,电磁干扰(EMI) 可能增加一倍。

易损性

某一电子装置或系统易受干扰,易受损坏,易受被附近电磁场或信号的电磁干扰(EMI)。 它是易损的,缺乏抵抗能力

附录 B:抗扰性测量标准测

抗静电释放性 (IEC) 1000-4-2

该测试的目的主要是验证对因物体或人或装置的接近或接触而产生的静电释放(ESD)的抵抗能力。物体或人的内部能累积达到高于15kv电压的静电电荷。经验表明许多不明原因的故障和损害很可能是ESD引起的。通过从ESD模拟器放电到EUT的表面和EUT附近,测试仪器(EUT)来获取ESD的活动。放电的严重水平在由制造商准备的产品标准和EMC测试计划中明确定义。EUT在它所有的操作模态中检查功能故障或干扰。通过//失败的标准必须在EMC测试计划中被定义同时由产品的制造商决定。

抗瞬态导电性(EFT/B) IEC 1000-4-4

该测试的目的主要是验证EUT对可能由感性负载或者接触器产生的快速上升时间的瞬态短持续时间冲击的抵抗能力。这种测试脉冲的快速上升时间和重复的本质导致了这些尖峰信号容易穿透EUT的电路并可能干扰EUT的操作。瞬态直接作用于总电源和信号线的电容率。在其他的抗扰性测试中,应当使用一般操作的配置,按照通过/失败的标准对EUT进行监视。

抗电磁场辐射性 EC 1000-4-3

该测试的目的主要是验证产品对收音机,无线电收发机,移动GSM/AMPS的电话,和各种不同的来自工业电磁源产生的电磁场的抗干扰能力。假如系统没有屏蔽,电磁场辐射能够耦合在接口电缆上并通过该传导路径进入电路;或者它能直接耦合道印制电路的接线处。当射频电磁场的幅度足够大的话,感应电压和解调载波能影响装置的正常操作。

抗幅射性测试的运行

这个测试的运行通常是最长的和最困难的,需要非常昂贵的仪器和相当的经验。相较其他的抗扰性测试,必须将由制造商定义的成功/失败标准和书面的测试计划送到测试室。在把EUT送入辐射场时,EUT必须设置在正常的操作和最敏感的模态中。当EUT暴露在频率超过要求的80MHz到1GHz频率范围的分级干扰场内时,测试房间内必须建立正常操作。某些抗干扰标准从27MHz开始。

严重等级

该标准通常对抗扰性水平有1V/m,3V/m或10V/m的要求。然而设备的规格也许在特定的“问题(干涉)频率”上有它们自己的要求。产品的抗辐射电平如何才适当是制造商的兴趣所在。

统一现场要求

新的抗扰性标准EN50082-1:1997引用了IEC/EN61000-4-3。IEC/EN61000-4-3要求在测试样本的基础上建立一个统一的测试环境。该测试环境是在一个由铁氧体吸收器构成的瓦排列的无回声房间内实现的,铁氧体瓦用于阻碍反射和共振以便能够在室内建立一个统一的测试现场。这克服了在传统的无衬里房间那由于反射和场梯度引起的突然和经常性的不可重复的测试错误。(半无回声房间也是一个对要求精确的室内非正常环境的辐射散发进行测量



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