EMC培训报告模版

名目\l“_TOC_250013“—EMC根底与产品机械构造构架EMC设计分析方法 2\l“_TOC_250012“根本概念 2\l“_TOC_250011“产品地线概念 2\l“_TOC_250010“共模干扰路径、阻抗及电流分析 3\l“_TOC_250009“共模辐射的产生 4\l“_TOC_250008“产品机械构造打算共模电流路径 5\l“_TOC_250007“互连问题 6\l“_TOC_250006“屏蔽电缆的连接方式 7二原理图和PCB的EMC分析方法 .\l“_TOC_250005“电路原理图设计的EMC分析 8PCB布局布线 10滤波电容等滤波器件在PCB中的相对放置 10完整的地平面设计 10避开串扰的设计 112.2.5铺铜 11三产品EMC设计演练与EMC测试结果评估 12\l“_TOC_250004“产品根本信息核查 12\l“_TOC_250003“产品机械构造审查 12\l“_TOC_250002“层叠设计审查 12地平面完整性审查 13\l“_TOC_250001“串扰审查 13\l“_TOC_250000“去耦、旁路电容和滤波电容审查 13EMCEMC设计分析方法根本概念EMC是ElectroMagneticCompatibility的缩写，即电磁兼容。是指电子设备或网络系EMI和EMS两局部。EMI：电磁干扰性能从电源线传导出来的电磁骚扰从信号线、掌握线传导出来的骚扰从产品壳体〔包括产品中的全部电缆〕辐射出来的骚扰从电源端口传导出来的谐波电流电源端口产生的电压波动和闪耀测量EMS：电磁抗扰度性能静电放电电源端口的电快速瞬变脉冲群信号线、掌握线端口的电快速瞬变脉冲群电源端口的浪涌和雷击信号线、掌握线端口的浪涌和雷击从空间传递给产品壳体的电磁辐射电源端口的传入的传导干扰电源端口的电压跌落与中断EMC风险评估是在产品设计过程中，利用肯定的设计技巧和额外的技术手段推测所设计产品的EMC性能，并能提出可行的降低风险的方法。在EMC风险评估过程中，有两个比较核心的概念：1任何信号的传递都是闭环的2EMC测试存在差模和共模，但是以共模为主。产品地线概念EMC直流电阻，表1给出的数据说明白这个问题。在实际电路中，造成电磁干扰的信号往往是而言，电路的工作频率是很高的，因此地线阻抗对数字电路的影响是格外可观的。频率 D=0.65

D=0.27

D=0.065

D=0.04Hz10cm1m10cm1m10cm1m10cm1m1051.4m517m327m3.28m5.29m52.9m13.3m133m1k429m7.14m632m8.91m5.34m53.9m14m144m100k42.6m712m54m828m71.6m190.3m1.071M426m7.12540m8.28714m10783m10.65M2.1335.52.741.33.57503.865310M4.2671.25.482.87.141007.710650M21.33562741435.750038.5530100M42.65471.477150M63.98110711510Hz时的阻抗近似认为是直流电阻，可以看出当频率到达10MHz1100010时，电压降是很大的。L为：L=(L1+M)/2式中，L1是单根导线的电感，M是两根导线之间的互感。共模干扰路径、阻抗及电流分析1.3.1地环路中产生的共模电流骚扰图中两设备用一对电缆传输线连接，图中设备Ⅰ〔发送局部、设备Ⅱ〔接收局部〕分中仅存在有用信号UDM的差模电流IDM，途经是＋UDMZS信号线阻抗Zt负载ZL回流线阻抗Zt－UDM。1共模电流与差模电流的转化模型P和Q之间很可能会存在电位差UCPPQ间存在电位差Ucm由UCM所示。2共模电流途径ZL两端产生了差模压降，2的正常工作产生干扰。共模辐射的产生存在RF电位差就构成一副不对称振子天线，两个金属体分别是它的两个极，RF电位差即MHz级时，nH级的小电感和pF级的小电容都将产生重要的影响RF电1中数字地模拟地连接线的小电感，PCB与机壳之间连接线的小电感等都是产散热片与开关管物理上是绝缘的，但可以通过它们之间的小电容在RF频率上连接起来，构成共模天线的一局部。PCB的地线、电λ／20时，天线的辐射才可能有效。当天线长度与驱动源谐波的波长符合l＝nλ／20〔n＝1，2，3，…〕时天线因素。天线在源的同一侧时产生的共模辐射要比天线在两侧时小得多。电流驱动模式图3是电流驱动模式的示意图。图中UCM是共模电压源，设备内部有很多这样的源，ZL为回路负载，IDM为回路的差模电流，该电流流过AB两点间的回流地〔例如PCB的地线，回到差模源。如AB间存在肯定电感L，则会产生压降UCM。这里，UCM就是产生共模辐射的驱动源。要产生辐射，除了源以外还必需有天线。这里的天线由两局部组成，一局部是由A点向左看的地线局部，另一局部是由B7〔b〕所示，这实际上是一副不对称振子天线。由于共模电流ICM是由差模电流IDM产生的，所以称这种模式为电流驱动模式。以下举二例说明电流驱动产生的共模辐射，3电流驱动产生共模辐射原理图电压驱动模式电压驱动模式的原理如图4所示，图中差模电压源UDM直接驱动天线的两个局部，即上金属局部和下金属局部，从而产生共模辐射。共模辐射电流ICM为I jwCUCM A DM式中：C 为上下两局部金属之间的分布电容。A4电压产生的共模辐射原理图产品机械构造打算共模电流路径转换，这种非预期的路径与产品的机械构造构架设计有关。5示的两种设计：5同一电路的两种机械构架干扰电流将流过全部的芯片，极易引发EMC问题；后一设计将IOEMC风险。互连问题产品内部互连连接器或互连电缆影响产品抗干扰力量的主要缘由是由于互连连接器或互连电缆的寄生电感而导致在高频下的高阻抗。6互连干扰原理两端形成压降，该电压驱动电路引发EMS问题。解决这一问题的关键是避开干扰电流流过互连连接器波处理，串磁珠或并电容是常用的滤波方法。除了以上的问题，互连线路中的串扰问题也不容无视7互连连线分布如上图(a)所示，其连线的分布不合理，RF回路较大，将产生较大的差模辐射〔差模辐射与环路的面积成正比；时钟线RF回路较大，并处于一种很差的位置，四周根本没有参考0〔地RFPCB1和PCB2之间的互连区域就会有高频RF电压存在，高频电压在设备间就会产生共模电流，引起电流驱动模式的共模辐射，加重产品系统整体辐射和传导放射。解决方法如〔b〕示，加大地针数量，将信号线和时钟线用地线隔离，减小RF回路面积及相互串扰问题。屏蔽电缆的连接方式共模驱动源产生的共模电流会沿着电缆向外流淌而产生辐射屏蔽层与金属机箱完整搭接，就会将共模电流屏蔽在屏蔽层内而使辐射降低。但是在屏蔽电缆的连接上要留意360度搭接，避开消灭“猪尾巴”8屏蔽电缆上的“猪尾巴”在此“猪尾巴”上将产生压降，该电压驱动电路产生干扰。PCBEMC分析方法EMC分析电原理图划分电路原理图的EMC风险评估〔分析〕是建立在对原理图的电路进展划分的根底上的，通过分析将电原理图分成：EMC描述

9电原理图划分找出电路中的“脏”电路和信号线，并将“脏”电路局部的电路标出，如用一种颜色〔红色〕标出，这些脏电路和信号线通常包括A需要进展EMC测试的I/O线；B不直接进展干扰测试，但是与干扰噪声源有直接容性耦合的器件和电路用同一种颜色〔蓝色〕标出AI/O端口上的滤波电容B不直接进展干扰测试的电缆端口上的，但是与干扰噪声源和参考接地板之间有直接容性耦合的器件和电路上的滤波电容C各个芯片的电源去耦和电容D内部PCB互连信号线上的滤波电容找出电路中“干净”的信号、器件及电路。这些干净的信号、器件及电路通常是滤波电容后一级的信号线、器件及电路，并将其标出，如用同一种颜色〔绿色〕找出电路中那些必需进展特别处理的信号〔复位信号线、低电平模拟信号线、高速信号线等特别的颜色标出〔紫色。实例描述；电原理图的滤波分析

10电原理图划分描述那些“脏”电路和信号线〔被标为红色的局部，假设与其相连的I/O那么这些信号至少具有滤波电路。电缆有共模电流流过时，就必需对这些扁平电缆或类似互连电缆中的全部信号进展滤波处理，而且滤波电路至少包含有一个电容。产品中是否存在这样一些线缆和器件，这些线缆或器件虽然不直接进展EMC测试，但是其与干扰噪声源和参考地板之间有直接容性耦合过这些端口。因此这些线缆和器件所在的端口上的信号有必要进展滤波处理。芯片的每个电源管腿是否至少有一个去耦电容敏感电路端口的滤波处理：外部中断〔IRQ〕端口复位〔RESET〕管脚低电平模拟信号高输入阻抗信号地及地平面分析被光耦、磁耦、变压器、继电器等隔离器件分别的AGND与GND之间需要有电容跨接。全部被分割在主电路之外的地平面需要通过Y旁路电容接地〔接地设备接外壳或系统地，浮地设备接主掌握电路工作地，不能有悬空的地平面。隔离的AC/DC或DC/DC开关电源的初级0V与次级全部的GND地之间需要接Y电容。11PCB11PCB板的排列方式层叠设计GND、AGND等地平面及VCC等电源平面在PCB层中的位置对于浮地设备来说，大多数状况下，可以把GND层当成是屏蔽层，用来泄放共模干扰电流，AGND必需放置在没有被共模干扰耦合到的层和位置。PCB板电源层数由其电源种类数量打算；对于单一电源供电的PCB，一个电源平面足够了。每个电源平面的设置需满足一下条件：单一电源或多种互不穿插的电源相邻层的关键信号不跨分割区地的层数除满足电源平面的要求外，还要考虑：元件面下面〔其次层或倒数其次层〕有相对完整的地平面高频、高速、时钟等关键信号有一相邻地平面关键电源有一对应地平面相邻PCB各层的安排建议元件下面〔其次层〕为地平面，供给器件屏蔽层以及为顶层布线供给参考平面全部信号层尽可能与地平面相邻尽量避开两信号层直接相邻主电源尽可能与其对应地相邻6层板的分布排列的一些组合方式方案电源地信号1234561114S1GS2S3PS42114S1S2GPS3S43123S1G1S2PG2S34123S1G1S2G2PS3依据上面的原则，我们可以看出，红色方框的排列为最正确的排列方式。滤波电容等滤波器件在PCB中的相对放置35.完整的地平面设计PCB板中完整〔没有任何过孔、裂缝或开槽〕的正方形地平面阻抗具有格外低的阻抗，PCBPCB中信号线过孔、裂缝、开槽等影响。全部我们在设计时，要尽量满足以下条件；相互通信芯片地管腿之间地平面完整从本钱和信号质量方面考虑，选择合理尺寸的过孔大小。为了维持地平面的完整性，PCB板上的信号走线尽量不换层，也就是说尽量不要使用不必要的过孔。PCB板主要共模电流路径中，尽量削减过孔数量严禁消灭多个过孔造成地平面裂缝或开槽。避开串扰的设计串扰分为容性串扰和感性串扰，容性串扰主要干扰源是高的dV/dt的信号线，感性串扰发生的主要干扰源是高dI/dt的信号线，数字电路以容性串扰为主，高电压大功率电路两者并存。应此在PCB设计中，应尽可能考虑到以下的方面：距离；高速信号线及元器件〔如晶振〕要远离I/O互连接口及其他易受数据干扰及耦合影响的区域，对高速线供给正确的终端上的布线要相互垂直，以防止层间电容耦合。同层中，尽可能地增大信号线间的距离，这样可以有效削减容性串扰。将高速周期信号布置在PCB内层，使用阻抗匹配技术，以保证信号的完整性，防EFT/ESD干扰，未经滤波处理的信号线布置在PCB板的边缘。波处理。铺铜铜可以实现以下功能；降低地阻抗放置串扰防止边缘效应EMCEMC测试结果评估产品根本信息核查时钟频率时钟频