EMC兼容设计技术ppt课件.ppt

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1、电磁兼容设计技术EMC设计任务（1）大的电子系统EMC设计需要用到力学、光学、热学、自动控制、无线电电子学、能源等多种学科的专门和综合知识，同时必须集构形设计、结构设计、热控设计、电源分系统设计、测控与通信分系统设计等综合考虑。而电子系统EMC设计是与上述诸设计均相关的全局性问题。当前科学技术向高频、高速、高灵敏度、高集成度发展；有时一台设备中安装有几个单位研制的电路板，目前板级产品的试验验收在工程上存在一些实际问题。更重要的是集成度提高的同时也使得系统内部电磁环境异常恶劣。EMC设计任务（2）电子系统设计的任务首先是把用户需求转

2、变成系统的性能和功能要求，确定初步研制计划。接着把比较笼统的初步研制要求逐步划分到若干个分系统直至成千上万个具体研制任务，通过设备级研制、生产、测试验收以及总体电路设计、总装设计等复杂过程，才能把这些任务研究所得成果最终完成一个技术上合理、经济上合算、研制周期短、能协调运转的电子系统工程设计，并要求这个系统能有机地隶属于更大系统的有效组成部分。电子系统EMC设计要融进整个系统工程设计中。EMC设计程序（1）EMC设计从分析任务的电磁环境和功能要求开始，首先在方案设计的基础上对系统频谱特性进行分析预测；重点编制EMC设计规范；包括确

3、定系统的电磁环境要求，明确电磁环境试验要求；对系统内各分系统及其设备进行EMC分析，预估计系统内的电磁环境状况，选定现行有效的EMC标准，并根据实际工程要求作适当裁剪；提出电路设计、结构设计、工艺设计要求及对接地和搭接、布局和布线、屏蔽、滤波、隔离等设计技术的具体实施约定等。EMC设计程序（2）EMC设计分三级，电路组件级、设备和分系统级、系统内和系统间；前两级的工程实施是第三级的基础，第三级的设计要求是前两级的设计依据。EMC设计工程实施必须从元器件选择、材料选用开始，搞好电路组件设计，PCB板设计和设备样机研制；在设备验收的基

4、础上抓好总装工艺进行系统集成。在电子设备或系统的EMC设计中，关键是有源器件的正确选型和印制电路板(PCB)设计。68/31/2021设计师应具备的设计理念（1）EMC设计直接影响着系统的安全性、可靠性、系统精度、界面参数和环境控制等功能指标。系统EMC问题不仅仅和电子设备的设计相关，而且与其结构外形、总装工艺、热控等等也有直接关系。78/31/2021设计师应具备的设计理念（2）EMC设计是电子系统设计的重要组成部分，只有具备EMC意识的设计师才能提出性能价格比最佳的设计方案。电子产品设计师必须关注有源器件的开关速度等特性以及无

5、源器件的非理想特性，因为电磁干扰常常是由无源器件的无意接收和耦合引起的。建立EMC意识(1)任何复杂的电子系统都是由最基本的电子单元组成。他们包括导线、连键盘、电阻器、电容器、电感器、铁氧体器件和集成电路模块等。任何电子单元都有最基本的电性能，称为理想性能。但一旦他们被安装在高频电路中，由于他们自身的高频特性，或由于寄生电容、寄生电感的存在使其呈现一些非理想特性，这些非理想特性与电子系统中的干扰现象相关。建立EMC意识(2)单根导线单位长度的电阻在低频时与材料（电导率）和截面积有关，而高频时由于趋肤效应使得可实际利用的截面积为环形

6、，单根导线单位长度的电阻随频率升高而变大。单根导线单位长度的电感（内感），由进入导线内部的磁通量引起，高频集肤效应作用，使其随频率升高而变小。单位长度电阻与频率相关PCB连接盘与集肤效应关系单位长度电感与频率相关建立EMC意识(3)一对导线单位长度的电感（外感）是单位长度导线间的磁通量与该磁通量产生的电流之比。电流需要构成回路。能在两点间传输信号的平行导体叫传输线。传输线可以是双线、无限大平面上的单根导线或同轴线。源端可以是数字逻辑门、发射器。终端可以是电阻、电感、电容或非线性负载。双线传输线平板上单根线和同轴线建立EMC意识(4

7、)建立完整性信号概念，保证一个数字脉冲通过传输线传输时，能够以要求的电平和波形到达接收器。工程上的实际情况是当数字信号从一端传递到另一端时信号会出现时延。传输线上的不连续和终端负载的不匹配产生振铃现象从而导致波形畸变。相等传输路径不相等传输路径导致时钟偏移高速数字信号由于逻辑错误产生振铃现象建立EMC意识(5)工程上建立一个电子系统，在电路设计中不可避免地使用不同的分立元件、电阻器、电感器、电容器。影响元件高频性能最重要因素之一就是元件连接引线的长度。过长的连接引线在高频时会使元件性能偏离理想状态。下面通过一些图形了解包含引线的电

8、阻器、电感器、电容器的阻抗特性，含引线电阻的非理想特性（1）含引线电阻的非理想特性（2）不同频率下电阻器的简化电路（1）不同频率下电阻器的简化电路（2）建立EMC意识(6)下面图告诉我们包含引线的电容器有引线电感和等效串联电阻部分。进而告诉我们一个