DSP应用系统电磁兼容设计探讨
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2. 4 电磁干扰的传输途径
电磁骚扰源与敏感设备的耦合途径有:传导、感应、辐射或三者的组合。
传导耦合是电磁骚扰源和敏感设备之间的主要耦合途径之一。传导耦合的方式很多,可以通过电源线、信号线、接地导体等进行耦合。防止传导耦合的方法是避免导线感应噪声,采取适当的屏蔽或将导线分离,或在干扰进入敏感电路之前,用滤波的方法将其滤除。
感应耦合是电子元件(例如继电器、变压器、电感器等)及导线之间的主要耦合方式。可分为电感应耦合和磁感应耦合两类。对这两类耦合可以采用加屏蔽、隔离或改变骚扰源和敏感设备的相对位置的方法加以抑制。
辐射是骚扰传输的另一种方式,包括天线、电缆、机壳之间产生的干扰。
通常,一个设备或系统中存在诸多的耦合途径,一般采取抑制骚扰源、减小骚扰源和敏感设备之间的耦合、降低敏感设备对骚扰源的灵敏度来设计系统,达到电磁兼容的要求。
3 系统内EMC设计中采取的措施
3. 1 有源器件的选择和PCB的设计
在数字电路特别是高速数字电路设计中,有源器件的正确选择和印刷电路板( PCB)设计对防止电磁干扰( EM I)是至关重要的环节。
在器件的选择过程中必须注意有源器件的固有电磁敏感度特性和电磁骚扰发射特性。*价敏感器件的重要参数有灵敏度和带宽,灵敏度越高,带宽越大,抗扰度越差。电子器件的电磁骚扰发射也是应该注意的,应尽量避免或降低对其他器件或系统产生的干扰。
在PCB板设计中,应充分考虑板的结构、器件的布局、线路安排及滤波等技术。以下是一些值得参考的技巧:
·电路中的电流环路应保持最小
·使用较大的地线平面以减小地线阻抗
·信号线和回线应尽可能接近
·电源线和地线应相互接近
·在多层板设计中,电源面和地平面应当分开
·采用合适的布线宽度以增加高频阻抗和降低电容耦合
·数字地、模拟地等应相互分离
·采用多点接地降低高频地阻抗
·增大相邻激励线迹的间距减小串扰
·尽量减小时钟信号环路面积
·高频线路和时钟线要短并尽可能直接连接
·敏感的线路不要与传输高频大电流开关转换信号的线路并行
·不要有浮空数字输入,以防止产生开关误动作和噪声
3. 2 滤波技术
在电子系统设计时经常在电路中加入电容器来满足系统工作时所要求的电源平稳和洁净度。
根据电容在电路中的作用可分为:去耦电容、旁路电容和容纳电容。去耦电容用来滤除高速器件在电源板上引起的骚扰电流;旁路电容可用来消除高频辐射噪声,从而抑制共模干扰;容纳电容则配合去耦电容抑制由电流变化引起的噪声。
主要的滤波技术包括:
·对电源线和所有进入PCB的信号进行滤波
·旁路快速开关器件
·旁路模拟电路的所有电源供电和基准电压引脚
·在器件引线处对电源/地去耦
·用多级滤波抑制不同频段的电源噪声
3. 3 其它降噪措施
·根据系统功能和实现目标要求可以采用悬浮地、单点接地、多点接地和混合接地等不同的接地方式
·在适当的地方加屏蔽
·对有干扰的引线进行屏蔽或绞在一起以消除相互耦合
·在感性负载上用箝位二极管等
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