电磁兼容培训胶片线路板设计东课件

PCB的电磁兼容设计

杨继深2002脉冲信号的频谱T1/d1/trdtr谐波幅度（电压或电流）频率（对数）-20dB/dec-40dB/decAV(orI)=2A(d+tr)/TV(orI)=0.64A/TfV(orI)=0.2A/Ttrf2杨继深2002上升沿越陡高频越丰富杨继深2002电源线、地线噪声电压波形输出ICCVCCIgVg杨继深2002地线干扰对电路的影响1324寄生电容杨继深2002线路板走线的电感L=0.002S(2.3lg(2S/W)+0.5HWSL=(L1L2-M2)/(L1+L2-2M)若：L1=L2L=(L1+M)/2MII杨继深2002电源线噪声的消除电源线电感储能电容这个环路尽量小杨继深2002电源解耦电容的正确布置尽量使电源线与地线靠近杨继深2002解耦电容的选择C=dIdtdVZf1/2LC各参数含义：在时间dt内，电源线上出现了瞬间电流dI，dI导致了电源线上出现电压跌落dV。杨继深2002线路板的两种辐射机理差模辐射共模辐射电流环杆天线杨继深2002电流环路产生的辐射近场区内:H=IA/(4D3)A/m

E=Z0IA/(2D2)V/mZW=Z0（2D/）远场区内:H=IA/(2D)A/m

E=Z0

IA/(2D)V/mZW=Z0=377AI随频率、距离增加而增加Z0

f、D杨继深2002导线的辐射近场区内:H=IL/(4D2)A/m

E=Z0IL/(82D3)V/mZW=Z0（/2D）远场区内:H=IL/(2D)A/m

E=Z0IL/(2D)V/mIL随频率、距离增加而减小Z0

f、D杨继深2002常用的差模辐射预测公式考虑地面反射时：E=2.6IAf2/D（V/m）杨继深2002脉冲信号差模辐射的频谱频谱包络线差模辐射频率特性线脉冲的差模辐射包络线

1/d1/tr40dB/decfff-20dB/dec-40dB/dec

E=2.6IAf2/DEdB=20lg（2.6IA/D）+40lgf40dB/dec20dB/dec杨继深2002不同逻辑电路为了满足EMI指标要求

所允许的环路面积仅代表了一个环路的辐射情况，若有N个环路辐射，乘以N。因此，可能时，分散时钟频率。杨继深2002电路中的强辐射信号11010010001101001000dBV/mdBV/m所有电路加电工作只有时钟电路加电工作杨继深2002电流回路的阻抗~LRIZ=R+jLL=/I

A~杨继深2002单层或双层板如何减小环路的面积杨继深2002随便设置的地线没有用在线路板上没有布线的地方全部铺上地线是EMC设计吗？杨继深2002多层板能减小辐射信号1电源层地线层信号2低频高频DC~0.51101001G110地线面的阻抗，m/平方地线面具有很小的地线阻抗杨继深2002地线面上的缝隙的影响模拟地数字地A/D变换器L75mm25mmL:0~10cmVAB:15~75mVAB杨继深2002线路板边缘的一些问题关键线（时钟、射频等）产生较强辐射无地线电源层地线层20H杨继深2002扁平电缆的使用地线一部分信号回流经过ABCDABCD最好较好差较好，但端接困难扁平电缆这两处都有地线杨继深2002注意隐蔽的辐射环路电源/地线信号线电源/地线信号线电源信号线+电源+地线电源/地线电源杨继深2002外拖电缆的共模辐射LI2HCPI3I1CPVCM机箱内的所有信号都会通过电缆辐射！杨继深2002两端设备都接地的情况LCPICMRWRWL～

ZCM=RW+jL+RL+1/jC杨继深2002悬浮电缆ICM近场区内:E=1430IL/(fD3)V/m远场区内:E=0.63

ILf/DV/m考虑地面反射：E=1.26

ILf/DV/mL/2或/4时：E=120I/DV/m电缆长度：L杨继深2002共模电流的测量电流卡钳频谱分析仪VdBVICM被测电流IV传输阻抗：ZT=V/I杨继深2002怎样减小共模辐射

E=1.26

ILf/D共模滤波共模扼流圈减小共模电压使用尽量短的电缆共模滤波电缆屏蔽杨继深2002平衡接口电路+Vcc-Vcc+V-VZ0/2Z0/2杨继深2002增加共模回路的阻抗PCBPCB共模回路改善量=20lg(E1/E2)=20lg(ICM1/ICM2)=20lg[(VCM/ZCM1)/(VCM/ZCM2)]=20lg(ZCM2/ZCM1)

=20lg(1+ZL/ZCM1

)dB杨继深2002铁氧体磁环使用方面的一些问题110100100012545001250600300个30个0.11101001000½匝1½匝无偏置有偏置杨继深2002I/O接口布线的一些要点干净区域滤波电容电源线连接地线连接信号滤波器隔离变压器/光耦隔离器桥壕沟时钟电路、高速电路杨继深2002滤波器电容量的选择R负载R源电容合适电容过大低速接口10~100kB/s高速接口2MB/s低速CMOSTTL上升时间tr0.5~1s50ns100ns10ns带宽BW320kHz6MHz3.2MHz32MHz总阻抗R120100300100~150最大电容C2400pF150pF100pF30pF杨继深2002用屏蔽电缆抑制共模辐射CMCMDMCMCM杨继深2002屏蔽电缆的评估CMCMDMV辐射环路VIZT=V/I杨继深2002不同屏蔽层的传输阻抗1021031041051061071080.0010.010.1110100100010000传输阻抗（m/m）Hz铝箔单层编织最佳单层编织双层编织双层编织+一层金属双层编织+双层金属实心铜杨继深2002屏蔽层的错误接法CM杨继深2002