电路板PCB的电磁兼容设计课件.ppt

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1、PCB的电磁兼容设计走线是主要辐射源脉冲信号的频谱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上升沿越陡高频越丰富地线和电源线上的噪声Q1Q2Q3Q4R4R2R3R1VCC被驱动电路ICCI驱动I充电I放电IgVg电源线、地线噪声电压波形输出ICCVCCIgVg地线干扰对电路的影响1324寄生电容线路板走线的电感L=0.002S(2.3lg(2S/W)+0.5)HWSL=

2、(L1L2-M2)/(L1+L2-2M)若：L1=L2L=(L1+M)/2MII地线网格电源线噪声的消除电源线电感储能电容这个环路尽量小电源退耦电容的正确布置尽量使电源线与地线靠近退耦电容的选择C=dIdtdVZf1/2LC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。增强解耦效果的方法电源地铁氧体注意铁氧体安装的位置接地线面细线粗线用铁氧体增加电源端阻抗用细线增加电源端阻抗有效滤波的例子普通电容三端电容三端电容+铁氧体线路板的两种辐射机理差模辐射共模辐射电流环杆天线差模辐射

3、：电路工作电流在信号环路中流动会产生电磁辐射。而流动的电流是差模,因此产生的辐射称为差模辐射；共模辐射：当传输信号的导体的电位与邻近导体的电位不同时，相互之间就会产生电流。即使没有任何导体连接，高频电流也会通过寄生电容流动。这种电流称为共模电流，其产生的辐射称为共模辐射。线路板的两种辐射机理差模辐射共模辐射电流环杆天线实际电路的辐射ZGZLVZC=ZG+ZL近场：ZC7.9DfE=7.96VA/D3（V/m）ZC7.9Df，E=63IAf/D2（V/m）H=7.96IA/D3（A/m）远场：E=1.3IAf2/D

4、（V/m）环路面积=A~I远场的定义：设D为待测目标的最大截面尺寸，r为发射天线与待测目标的距离，则当r≥2D2／λ时(λ为波长)，可近似认为投射到待测目标上的电磁波是平面电磁波。常用的差模辐射预测公式考虑地面反射时：E=2.6IAf2/D（V/m）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/decE=2.6IAf2/DEdB=20lg（2.6IA/D）+40lgf40dB/dec20dB/dec不同速度的电路为了满足EMI

5、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。如何减小差模辐射？E=2.6IAf2/D低通滤波器布线控制高频信号的回路电路中的强辐射信号11010010001101001000dBV/mdBV/m所有电路加电工作只有时钟电路加电工作电流回路的阻抗~LRIZ=R+jLL=/IA~单层或双层板如何减小环路的面积不良布线举例68HC1174HC00AB连接A、BE时钟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？地线对辐射的影响

6、地线对辐射的影响多层板能减小辐射与高频电流镜像信号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过孔的阻抗1.5mmPGA128-pinC/4PGA1010010.1nH/cm255075100与过孔之间的距离mm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

7、好，但端接困难扁平电缆这两处都有地线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/地线电源直流线的辐射线路板1线路板2线路板3直流线也会产生射频辐射外拖电缆的共模辐射LI2HCPI3I1CP尽管共模成份的比例很小，但是由于辐射环路大，仍然是主要的辐射因素“无关”的电缆也辐射无关电缆辐射机理VCM机箱内的所有信号都会通过电缆辐射！地线也辐射不接地线接上地线你喜欢电缆屏蔽层接地吗?地线辐射产生的原因地线噪声电源线电感信号回路电源回路两端设备都接地的情况LRW线路板不接地：ZCM=RW+jL+R

8、L+1/jCCPICMRWL～RL线路板接地：ZCM=RW+jL+RL1H/mV0共模电流主要由寄生电容产生V0/RL线路板接地线路板不接地CP较大CP较小频率MHz共模电流悬浮电缆ICM近场区内:E=1430IL/(fD3)V/m远场区内:E=0.63ILf/DV/m考虑地面反射：E=1.2