PCB電磁兼容設(shè)計(jì)

1、PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.1 PCB制板及產(chǎn)品調(diào)試制板及產(chǎn)品調(diào)試 項(xiàng)目項(xiàng)目1：電子鐘：電子鐘PCB制板及電路調(diào)試制板及電路調(diào)試 電子鐘電子鐘PCB制板及電路調(diào)試的典型工制板及電路調(diào)試的典型工作任務(wù)分析作任務(wù)分析 - 學(xué)習(xí)目標(biāo)，學(xué)習(xí)目標(biāo)， - 學(xué)習(xí)與工作內(nèi)容，學(xué)習(xí)與工作內(nèi)容， - 學(xué)時(shí)要求，學(xué)時(shí)要求， - 教學(xué)方法與組織形式說明，教學(xué)方法與組織形式說明， - 學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)方式。學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)方式。PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.2 電磁兼容的英文為電磁兼容的英文為Electromagnetic Compatibility，簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱EMC。電

2、磁兼容技術(shù)是一門迅速發(fā)展的綜合性交。電磁兼容技術(shù)是一門迅速發(fā)展的綜合性交叉學(xué)科，研究叉學(xué)科，研究PCB設(shè)計(jì)中的電場(chǎng)與磁場(chǎng)的兼容性設(shè)計(jì)中的電場(chǎng)與磁場(chǎng)的兼容性 。 EMC技術(shù)涉及的頻率范圍技術(shù)涉及的頻率范圍0400GHz，研究，研究PCB設(shè)計(jì)中的電場(chǎng)與磁場(chǎng)的兼容性設(shè)計(jì)中的電場(chǎng)與磁場(chǎng)的兼容性 。設(shè)備和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、。設(shè)備和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、研制、生產(chǎn)、使用和維護(hù)都要運(yùn)用研制、生產(chǎn)、使用和維護(hù)都要運(yùn)用EMC技術(shù)。技術(shù)。 PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.3 10.1 電磁兼容的基本知識(shí)電磁兼容的基本知識(shí) 電磁波作為一種資源，已在電磁波作為一種資源，已在0400GHz寬頻范圍寬頻范圍

3、內(nèi)廣泛地用于信息技術(shù)產(chǎn)品中。伴之而來的電磁干擾內(nèi)廣泛地用于信息技術(shù)產(chǎn)品中。伴之而來的電磁干擾也從低頻段到微波波段，無孔不入地輻射或傳導(dǎo)至設(shè)也從低頻段到微波波段，無孔不入地輻射或傳導(dǎo)至設(shè)備系統(tǒng)以及周圍的環(huán)境，給設(shè)備甚至社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)和備系統(tǒng)以及周圍的環(huán)境，給設(shè)備甚至社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)和人體健康帶來了越來越嚴(yán)重的危害。人體健康帶來了越來越嚴(yán)重的危害。 10.1.1 電磁兼容及相關(guān)概念電磁兼容及相關(guān)概念 設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對(duì)該設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對(duì)該環(huán)境中的任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力。環(huán)境中的任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力。 PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁

4、兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.4 1、設(shè)備或系統(tǒng)產(chǎn)生的電磁干擾，不應(yīng)對(duì)周圍、設(shè)備或系統(tǒng)產(chǎn)生的電磁干擾，不應(yīng)對(duì)周圍造成不能承受的影響；也不應(yīng)對(duì)周圍環(huán)境造成造成不能承受的影響；也不應(yīng)對(duì)周圍環(huán)境造成不能承受的不能承受的“污染污染”； 2、設(shè)備或系統(tǒng)對(duì)來自周圍的電磁干擾，應(yīng)具、設(shè)備或系統(tǒng)對(duì)來自周圍的電磁干擾，應(yīng)具有足夠的防御能力。有足夠的防御能力。 研究?jī)?nèi)容：電磁兼容設(shè)計(jì)、電磁兼容測(cè)試、研究?jī)?nèi)容：電磁兼容設(shè)計(jì)、電磁兼容測(cè)試、電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)及電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)及EMC預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)。 EMC的三要素：干擾源、耦合通路和敏感體。的三要素：干擾源、耦合通路和敏感體。切斷任何一項(xiàng)都可解決電磁兼容問題。切斷任何一項(xiàng)都可

5、解決電磁兼容問題。PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.5 電磁環(huán)境是由空間、時(shí)間和頻譜三大要電磁環(huán)境是由空間、時(shí)間和頻譜三大要要素組成的。要素組成的。 2.電磁兼容相關(guān)概念電磁兼容相關(guān)概念 電磁干擾（電磁干擾（EMI）會(huì)引起設(shè)備、傳輸通）會(huì)引起設(shè)備、傳輸通道或系統(tǒng)性能下降。道或系統(tǒng)性能下降。 電子系統(tǒng)受干擾的路徑主要是通過電源、電子系統(tǒng)受干擾的路徑主要是通過電源、信號(hào)線或控制電纜、場(chǎng)滲透，最后經(jīng)過信號(hào)線或控制電纜、場(chǎng)滲透，最后經(jīng)過天線直接進(jìn)入；天線直接進(jìn)入； PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.6 另外還有電纜耦合（其它設(shè)備的傳導(dǎo)干擾），另外

6、還有電纜耦合（其它設(shè)備的傳導(dǎo)干擾），電子系統(tǒng)內(nèi)部場(chǎng)耦合（其它設(shè)備的輻射干擾），電子系統(tǒng)內(nèi)部場(chǎng)耦合（其它設(shè)備的輻射干擾），電子外部耦合到內(nèi)部場(chǎng)，寬帶發(fā)射機(jī)天線系統(tǒng)，電子外部耦合到內(nèi)部場(chǎng)，寬帶發(fā)射機(jī)天線系統(tǒng)，外部環(huán)境場(chǎng)等等。外部環(huán)境場(chǎng)等等。 電磁騷擾（電磁騷擾（Electromagnetic Disturbance）是）是指任何可能引起設(shè)備、裝置或系統(tǒng)性能降低或指任何可能引起設(shè)備、裝置或系統(tǒng)性能降低或者對(duì)有生命或者無生命物質(zhì)產(chǎn)生損害作用的電者對(duì)有生命或者無生命物質(zhì)產(chǎn)生損害作用的電磁現(xiàn)象。電磁騷擾有下列三種表現(xiàn)表形式：電磁現(xiàn)象。電磁騷擾有下列三種表現(xiàn)表形式：電磁噪聲、無用信號(hào)或傳播媒介自身的變化。磁

7、噪聲、無用信號(hào)或傳播媒介自身的變化。PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.7 電磁輻射：是以電磁波形式由波源發(fā)射到空間電磁輻射：是以電磁波形式由波源發(fā)射到空間的現(xiàn)象或以電磁波的形式存在于空間的現(xiàn)象。的現(xiàn)象或以電磁波的形式存在于空間的現(xiàn)象?！半姶泡椛潆姶泡椛洹币辉~的含義有時(shí)也可引伸，電磁一詞的含義有時(shí)也可引伸，電磁感應(yīng)現(xiàn)象也包含在內(nèi)。感應(yīng)現(xiàn)象也包含在內(nèi)。 電磁噪聲（電磁噪聲（Electromagnetic Noise）是一種明）是一種明顯不傳送信息的時(shí)變電磁現(xiàn)象，它可與有用信顯不傳送信息的時(shí)變電磁現(xiàn)象，它可與有用信號(hào)疊加或組合，有時(shí)也稱為電磁環(huán)境。號(hào)疊加或組合，有時(shí)也稱為

8、電磁環(huán)境。PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.8 共模干擾共模干擾(CM)和差模干擾和差模干擾(DM)：共模干擾存在于電：共模干擾存在于電源任何一相線與大地或中線與大地間。共模干擾有時(shí)也源任何一相線與大地或中線與大地間。共模干擾有時(shí)也稱縱模干擾、不對(duì)稱干擾或接地干擾，是載流導(dǎo)體與大稱縱模干擾、不對(duì)稱干擾或接地干擾，是載流導(dǎo)體與大地之間的干擾。差模干擾存在于電源相線與中線及相線地之間的干擾。差模干擾存在于電源相線與中線及相線與相線之間。差模干擾也稱常模干擾、橫模干擾或?qū)ΨQ與相線之間。差模干擾也稱常模干擾、橫模干擾或?qū)ΨQ干擾，這是載流導(dǎo)體之間的干擾。共模干擾表明干擾是干擾

9、，這是載流導(dǎo)體之間的干擾。共模干擾表明干擾是由輻射或串?dāng)_耦合到電路中來的。而差模干擾則表明干由輻射或串?dāng)_耦合到電路中來的。而差模干擾則表明干擾是源于同一條電源電路的。擾是源于同一條電源電路的。PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.9 高能量、高頻率、高密度的發(fā)射源增多，高能量、高頻率、高密度的發(fā)射源增多，會(huì)使系統(tǒng)的輻射加重，干擾信號(hào)增強(qiáng)。會(huì)使系統(tǒng)的輻射加重，干擾信號(hào)增強(qiáng)。 電磁輻射污染己被世界衛(wèi)生組織列為必電磁輻射污染己被世界衛(wèi)生組織列為必須嚴(yán)加控制的現(xiàn)代公害之一。據(jù)調(diào)查，須嚴(yán)加控制的現(xiàn)代公害之一。據(jù)調(diào)查，長(zhǎng)期接受高頻電磁輻射，會(huì)對(duì)眼睛、神長(zhǎng)期接受高頻電磁輻射，會(huì)對(duì)眼睛

10、、神經(jīng)系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、消化經(jīng)系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、消化系統(tǒng)及骨組織造成嚴(yán)重的不良影響，甚系統(tǒng)及骨組織造成嚴(yán)重的不良影響，甚至危及生命。至危及生命。 PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.10 10.1.2 電磁兼容的三要素電磁兼容的三要素 電磁兼容的三要素是干擾源、耦合途徑、敏感設(shè)電磁兼容的三要素是干擾源、耦合途徑、敏感設(shè)備。切斷以上任何一項(xiàng)都可解決電磁兼容問題。備。切斷以上任何一項(xiàng)都可解決電磁兼容問題。 解決電磁兼容問題要從以下方面入手研究：電磁解決電磁兼容問題要從以下方面入手研究：電磁騷擾源，包括其頻域和時(shí)域特性、產(chǎn)生的機(jī)理以及騷擾源，包括其頻域和

11、時(shí)域特性、產(chǎn)生的機(jī)理以及抑制措施等；電磁騷擾傳播特性；敏感設(shè)備抗干擾抑制措施等；電磁騷擾傳播特性；敏感設(shè)備抗干擾的能力；電磁兼容性問題的測(cè)量方法；系統(tǒng)內(nèi)及系的能力；電磁兼容性問題的測(cè)量方法；系統(tǒng)內(nèi)及系統(tǒng)間的電磁兼容性。統(tǒng)間的電磁兼容性。 PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.11 1干擾源干擾源傳導(dǎo)干擾、空間干擾傳導(dǎo)干擾、空間干擾2耦合途徑耦合途徑 電磁干擾的傳播途徑有通過電源線、信號(hào)線、地電磁干擾的傳播途徑有通過電源線、信號(hào)線、地線、大地等途徑傳播的線、大地等途徑傳播的“傳導(dǎo)干擾傳導(dǎo)干擾(Conducted Interference)，也有通過空間直接傳播的，也有通過

12、空間直接傳播的“空間干空間干擾擾”(Radiated Interference)。前者歸屬于頻率較高。前者歸屬于頻率較高的部分的部分(30MHz)，后者則是較低頻的部分，后者則是較低頻的部分(30MHz)。 傳導(dǎo)干擾是指一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)信號(hào)通過導(dǎo)電介質(zhì)，耦傳導(dǎo)干擾是指一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)信號(hào)通過導(dǎo)電介質(zhì)，耦合合(干擾干擾)到另一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)。到另一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)。 PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.12 比如開空調(diào)時(shí)，室內(nèi)的熒光燈會(huì)出現(xiàn)瞬間變暗的比如開空調(diào)時(shí)，室內(nèi)的熒光燈會(huì)出現(xiàn)瞬間變暗的現(xiàn)象，這是因?yàn)榇罅侩娏髁飨蚩照{(diào)，電壓急速下降，現(xiàn)象，這是因?yàn)榇罅侩娏髁飨蚩照{(diào)，電壓急速下降，利用同利用同_

13、電源的熒光燈受到影響。通常采用的解決方電源的熒光燈受到影響。通常采用的解決方法是通過去耦來消除傳導(dǎo)性干擾，比如給發(fā)生源及法是通過去耦來消除傳導(dǎo)性干擾，比如給發(fā)生源及被干擾設(shè)備的電源線安裝濾波器，或者將信號(hào)線改被干擾設(shè)備的電源線安裝濾波器，或者將信號(hào)線改為光纖。為光纖。 輻射干擾是指干擾源通過空間，把信號(hào)耦合輻射干擾是指干擾源通過空間，把信號(hào)耦合(干干擾擾)到另一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)。到另一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)。 PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.13 在高速在高速PCB及系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，高頻信號(hào)線、集成電及系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，高頻信號(hào)線、集成電路的管腳、各類接插件等都可能成為具有天線特性路的管腳、各類

14、接插件等都可能成為具有天線特性的輻射干擾源，能發(fā)射電磁波并影響其他系統(tǒng)或本的輻射干擾源，能發(fā)射電磁波并影響其他系統(tǒng)或本系統(tǒng)內(nèi)其他子系統(tǒng)的正常工作。由于傳播途徑是空系統(tǒng)內(nèi)其他子系統(tǒng)的正常工作。由于傳播途徑是空間，解決輻射干擾的方法除前面所講的濾波之外，間，解決輻射干擾的方法除前面所講的濾波之外，還要對(duì)設(shè)備進(jìn)行屏蔽方能有效。還要對(duì)設(shè)備進(jìn)行屏蔽方能有效。 輻射發(fā)射有兩種基本類型：差模輻射發(fā)射有兩種基本類型：差模(DM)和共模和共模(CM)。一般設(shè)備的電源線和通信線路，這兩根導(dǎo)線。一般設(shè)備的電源線和通信線路，這兩根導(dǎo)線作為往返線路輸送電力或信號(hào)。作為往返線路輸送電力或信號(hào)。 PCBPCB電磁兼容技術(shù)電

15、磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.14 干擾電壓和電流分為兩種：一種是兩根干擾電壓和電流分為兩種：一種是兩根導(dǎo)線分別作為往返線路傳輸；另一種是導(dǎo)線分別作為往返線路傳輸；另一種是兩根導(dǎo)線作去路，地線作返回路傳輸。兩根導(dǎo)線作去路，地線作返回路傳輸。前者就是前者就是“差模差?！?，后者是，后者是“共模共?！?。 干擾信號(hào)侵入線路和接地之間，干擾電干擾信號(hào)侵入線路和接地之間，干擾電流在兩條線上各流過二分之一，以地為流在兩條線上各流過二分之一，以地為公共回路，這種干擾是比較容易消除的。公共回路，這種干擾是比較容易消除的。PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.15 干擾電壓和電流分為

16、兩種：一種是兩根干擾電壓和電流分為兩種：一種是兩根導(dǎo)線分別作為往返線路傳輸；另一種是導(dǎo)線分別作為往返線路傳輸；另一種是兩根導(dǎo)線作去路，地線作返回路傳輸。兩根導(dǎo)線作去路，地線作返回路傳輸。前者就是前者就是“差模差?！?，后者是，后者是“共模共模”。 干擾信號(hào)侵入線路和接地之間，干擾電干擾信號(hào)侵入線路和接地之間，干擾電流在兩條線上各流過二分之一，以地為流在兩條線上各流過二分之一，以地為公共回路，這種干擾是比較容易消除的。公共回路，這種干擾是比較容易消除的。PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.16 但在實(shí)際電路中，由于兩根導(dǎo)線終端與但在實(shí)際電路中，由于兩根導(dǎo)線終端與地線之間的

17、阻抗不平衡，會(huì)出現(xiàn)模式的地線之間的阻抗不平衡，會(huì)出現(xiàn)模式的相互轉(zhuǎn)換。即通過導(dǎo)線傳遞的一種模式相互轉(zhuǎn)換。即通過導(dǎo)線傳遞的一種模式在終端反射時(shí)，使共模信號(hào)干擾會(huì)轉(zhuǎn)化在終端反射時(shí)，使共模信號(hào)干擾會(huì)轉(zhuǎn)化為不易消除的串?dāng)_干擾。為不易消除的串?dāng)_干擾。 通常這兩種干擾是同時(shí)存在的，由于線通常這兩種干擾是同時(shí)存在的，由于線路阻抗的不平衡，兩種干擾在傳輸中還路阻抗的不平衡，兩種干擾在傳輸中還會(huì)相互轉(zhuǎn)化，所以情況十分復(fù)雜。會(huì)相互轉(zhuǎn)化，所以情況十分復(fù)雜。 PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.17 總而言之，當(dāng)設(shè)備和導(dǎo)線的長(zhǎng)度比波長(zhǎng)短時(shí)，主要問總而言之，當(dāng)設(shè)備和導(dǎo)線的長(zhǎng)度比波長(zhǎng)短時(shí)，主要問題

18、是傳導(dǎo)干擾；當(dāng)它們的尺寸比波長(zhǎng)大時(shí)，主要問題是題是傳導(dǎo)干擾；當(dāng)它們的尺寸比波長(zhǎng)大時(shí)，主要問題是輻射干擾。輻射干擾。 3提高設(shè)備抗耦合干擾性能提高設(shè)備抗耦合干擾性能(1)電路性耦合電路性耦合 針對(duì)電路性耦合的電磁兼容設(shè)計(jì)方法是：針對(duì)電路性耦合的電磁兼容設(shè)計(jì)方法是： 對(duì)共電源內(nèi)阻產(chǎn)生的電磁干擾，可使用不同的電源對(duì)共電源內(nèi)阻產(chǎn)生的電磁干擾，可使用不同的電源分別供電。分別供電。 對(duì)共回路導(dǎo)線產(chǎn)生的電磁干擾，可以對(duì)導(dǎo)線阻抗加對(duì)共回路導(dǎo)線產(chǎn)生的電磁干擾，可以對(duì)導(dǎo)線阻抗加以限制或去耦。共回路導(dǎo)線的阻抗包括電阻和電感。以限制或去耦。共回路導(dǎo)線的阻抗包括電阻和電感。PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職

19、院湖南商務(wù)職院.18 a限制電阻的方法：增大共回路導(dǎo)線的截面積，限制電阻的方法：增大共回路導(dǎo)線的截面積，減少共回路導(dǎo)線的長(zhǎng)度和降低接觸電阻。減少共回路導(dǎo)線的長(zhǎng)度和降低接觸電阻。 b限制電感的方法：減小共回路導(dǎo)線的長(zhǎng)度和限制電感的方法：減小共回路導(dǎo)線的長(zhǎng)度和導(dǎo)線間的距離。導(dǎo)線間的距離。 c電路去耦的方法：去掉共回路導(dǎo)線，而將不電路去耦的方法：去掉共回路導(dǎo)線，而將不同的回路僅在一點(diǎn)接地。同的回路僅在一點(diǎn)接地。 對(duì)共地阻抗產(chǎn)生的電磁干擾，可以想辦法降對(duì)共地阻抗產(chǎn)生的電磁干擾，可以想辦法降低共地阻抗。低共地阻抗。 電位隔離。電位隔離。 電位隔離有機(jī)械、電磁、光電和浮地電位隔離有機(jī)械、電磁、光電和浮地4

20、種隔種隔離方式，其實(shí)質(zhì)是人為地造成電位隔離，以阻離方式，其實(shí)質(zhì)是人為地造成電位隔離，以阻止電路性耦合產(chǎn)生的電磁干擾。止電路性耦合產(chǎn)生的電磁干擾。PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.19 (2)電容性耦合電容性耦合 任何兩個(gè)導(dǎo)體之間都存在著電容。任何兩個(gè)導(dǎo)體之間都存在著電容。 針對(duì)電容性耦合的電磁兼容設(shè)計(jì)方法是：針對(duì)電容性耦合的電磁兼容設(shè)計(jì)方法是： 盡可能減小干擾源盡可能減小干擾源U1的幅值和干擾的幅值和干擾源的變化速度源的變化速度。 耦合電容設(shè)計(jì)得盡可能?。杭哟髢神詈想娙菰O(shè)計(jì)得盡可能小：加大兩個(gè)導(dǎo)體間的距離，縮短兩個(gè)導(dǎo)體的長(zhǎng)度，個(gè)導(dǎo)體間的距離，縮短兩個(gè)導(dǎo)體的長(zhǎng)度，避免

21、兩個(gè)導(dǎo)體平行走線。避免兩個(gè)導(dǎo)體平行走線。 PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.20 屏蔽屏蔽 屏蔽的目的：切斷干擾源和被干擾對(duì)屏蔽的目的：切斷干擾源和被干擾對(duì)象之間的電力線。象之間的電力線。 屏蔽的方法：采用與干擾源基準(zhǔn)電位屏蔽的方法：采用與干擾源基準(zhǔn)電位相連的屏蔽或者與被干擾對(duì)象基準(zhǔn)電位相連的屏蔽或者與被干擾對(duì)象基準(zhǔn)電位相連的屏蔽，或者上述兩者都用。當(dāng)導(dǎo)相連的屏蔽，或者上述兩者都用。當(dāng)導(dǎo)線的長(zhǎng)度小于工作信號(hào)波長(zhǎng)的線的長(zhǎng)度小于工作信號(hào)波長(zhǎng)的l20時(shí)，時(shí)，采用單點(diǎn)接地，否則采用多點(diǎn)接地。接采用單點(diǎn)接地，否則采用多點(diǎn)接地。接地的長(zhǎng)度要盡可能短。地的長(zhǎng)度要盡可能短。 PCB

22、PCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.21 平衡平衡 平衡的目的：當(dāng)干擾源和被干擾對(duì)象平衡的目的：當(dāng)干擾源和被干擾對(duì)象的基準(zhǔn)電位是相互獨(dú)立時(shí)，可以采用平的基準(zhǔn)電位是相互獨(dú)立時(shí)，可以采用平衡的方法使干擾源和被干擾對(duì)象的耦合衡的方法使干擾源和被干擾對(duì)象的耦合電容平衡，以免除電容性耦合的電磁干電容平衡，以免除電容性耦合的電磁干擾。擾。 平衡的方法：干擾源和被干擾對(duì)象均采平衡的方法：干擾源和被干擾對(duì)象均采用絞合導(dǎo)線；采用四芯導(dǎo)線使干擾源和用絞合導(dǎo)線；采用四芯導(dǎo)線使干擾源和被干擾對(duì)象的導(dǎo)線交叉對(duì)稱。被干擾對(duì)象的導(dǎo)線交叉對(duì)稱。 PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院

23、.22 (3)電感性耦合電感性耦合 任何兩個(gè)回路之間存在著互感?；ジ兄蹬c介任何兩個(gè)回路之間存在著互感?；ジ兄蹬c介質(zhì)的磁導(dǎo)率觸成正比，并與兩個(gè)回路的幾何尺質(zhì)的磁導(dǎo)率觸成正比，并與兩個(gè)回路的幾何尺寸有關(guān)。寸有關(guān)。 針對(duì)電感性耦合的電磁兼容設(shè)計(jì)方法是：針對(duì)電感性耦合的電磁兼容設(shè)計(jì)方法是： 盡可能減小干擾源電流的變化速度。盡可能減小干擾源電流的變化速度。 盡可能減小兩個(gè)回路的互感：加大兩個(gè)回盡可能減小兩個(gè)回路的互感：加大兩個(gè)回路間的距離；縮短兩個(gè)回路的長(zhǎng)度；避免兩個(gè)路間的距離；縮短兩個(gè)回路的長(zhǎng)度；避免兩個(gè)回路平行走線；縮小兩個(gè)回路的面積，并降低回路平行走線；縮小兩個(gè)回路的面積，并降低重合度。重合度。

24、PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.23 屏蔽、屏蔽、 屏蔽的目的：切斷干擾源和被干擾對(duì)屏蔽的目的：切斷干擾源和被干擾對(duì)象之間的磁力線。象之間的磁力線。 屏蔽的方法：采用鐵磁性導(dǎo)體的靜態(tài)屏蔽的方法：采用鐵磁性導(dǎo)體的靜態(tài)磁屏蔽，采用良導(dǎo)體感應(yīng)渦流的動(dòng)態(tài)磁磁屏蔽，采用良導(dǎo)體感應(yīng)渦流的動(dòng)態(tài)磁屏蔽。屏蔽。 平衡平衡 平衡的目的：采用平衡的方法減小或平衡的目的：采用平衡的方法減小或免除電感性耦合的電磁干擾。免除電感性耦合的電磁干擾。PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.24 (4)輻射性耦合輻射性耦合 輻射性耦合是電磁場(chǎng)通過空間耦合到被干擾輻射性耦合是電

25、磁場(chǎng)通過空間耦合到被干擾對(duì)象。對(duì)象。 針對(duì)輻射性耦合的電磁兼容設(shè)計(jì)方法是：針對(duì)輻射性耦合的電磁兼容設(shè)計(jì)方法是： 采用空間分離的方法，把容易相互干擾的采用空間分離的方法，把容易相互干擾的設(shè)備和導(dǎo)線安排得遠(yuǎn)一些，并調(diào)整電磁場(chǎng)矢量設(shè)備和導(dǎo)線安排得遠(yuǎn)一些，并調(diào)整電磁場(chǎng)矢量方向，使接收設(shè)備耦合的干擾電磁場(chǎng)最低。方向，使接收設(shè)備耦合的干擾電磁場(chǎng)最低。 采用時(shí)間分離方法，把產(chǎn)生輻射的設(shè)備和采用時(shí)間分離方法，把產(chǎn)生輻射的設(shè)備和易接收輻射的設(shè)備安排在不同的時(shí)間工作。易接收輻射的設(shè)備安排在不同的時(shí)間工作。PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.25 采用頻率分離方法，使產(chǎn)生輻射的采用頻率分離

26、方法，使產(chǎn)生輻射的設(shè)備和易接收輻射的設(shè)備的工作頻率不設(shè)備和易接收輻射的設(shè)備的工作頻率不同。同。 采用屏蔽措施，用屏蔽材料將被干采用屏蔽措施，用屏蔽材料將被干擾對(duì)象封閉起來，使其內(nèi)部電磁場(chǎng)強(qiáng)度擾對(duì)象封閉起來，使其內(nèi)部電磁場(chǎng)強(qiáng)度低于允許值。屏蔽的效果用屏蔽系數(shù)來低于允許值。屏蔽的效果用屏蔽系數(shù)來衡量。衡量。 減小天線的有效高度。減小天線的有效高度。 減小環(huán)線面積。減小環(huán)線面積。PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.26 1013 印刷電路板中的電磁兼容問題及防治措施印刷電路板中的電磁兼容問題及防治措施 電子產(chǎn)品越來越趨向高速、寬帶、高靈敏度、高密電子產(chǎn)品越來越趨向高速、寬帶

27、、高靈敏度、高密度和小型化，這種趨勢(shì)導(dǎo)致了度和小型化，這種趨勢(shì)導(dǎo)致了EMC問題更加嚴(yán)重。高問題更加嚴(yán)重。高速數(shù)字電路速數(shù)字電路PCB是一個(gè)典型的代表，是一個(gè)典型的代表，PCB的電磁兼容問的電磁兼容問題是目前高速題是目前高速PCB設(shè)計(jì)中急待解決的技術(shù)難題。設(shè)計(jì)中急待解決的技術(shù)難題。 電磁兼容的防治是一項(xiàng)系統(tǒng)工程電磁兼容的防治是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,應(yīng)該在設(shè)備和系統(tǒng)應(yīng)該在設(shè)備和系統(tǒng)設(shè)計(jì)、研制、生產(chǎn)、使用與維護(hù)的各階段都予以充分的設(shè)計(jì)、研制、生產(chǎn)、使用與維護(hù)的各階段都予以充分的考慮和實(shí)施?？紤]和實(shí)施。 PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.27 電磁兼容對(duì)設(shè)備的要求有兩個(gè)方面：一是設(shè)

28、備電磁兼容對(duì)設(shè)備的要求有兩個(gè)方面：一是設(shè)備工作時(shí)不會(huì)對(duì)外界產(chǎn)生不良的電磁干擾影響；工作時(shí)不會(huì)對(duì)外界產(chǎn)生不良的電磁干擾影響；另一個(gè)是不能對(duì)外界的電磁干擾過度敏感。前另一個(gè)是不能對(duì)外界的電磁干擾過度敏感。前一方面的要求稱為干擾發(fā)射一方面的要求稱為干擾發(fā)射(EMI)要求，后一要求，后一個(gè)方面的要求稱為敏感度個(gè)方面的要求稱為敏感度(EMS)或抗擾度要求?；蚩箶_度要求。對(duì)設(shè)備的電磁兼容要求?？梢赃M(jìn)一步分為傳導(dǎo)對(duì)設(shè)備的電磁兼容要求?？梢赃M(jìn)一步分為傳導(dǎo)發(fā)射、輻射發(fā)射、傳導(dǎo)敏感度發(fā)射、輻射發(fā)射、傳導(dǎo)敏感度(抗擾度抗擾度)、輻射、輻射敏感度敏感度(抗擾度抗擾度)。PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院

29、湖南商務(wù)職院.28 1電磁兼容問題電磁兼容問題（1）印刷電路板中帶狀線、電線、電纜間的串音和電）印刷電路板中帶狀線、電線、電纜間的串音和電磁耦合磁耦合 印刷電路板中帶狀線、電線、電纜間的串音是印印刷電路板中帶狀線、電線、電纜間的串音是印刷電路板中存在的最難克服的問題之一。這里所說的刷電路板中存在的最難克服的問題之一。這里所說的串音是較廣意義上的串音，不管其源信號(hào)是有用信號(hào)串音是較廣意義上的串音，不管其源信號(hào)是有用信號(hào)還是噪聲，串音用導(dǎo)線的互容和互感來表示。還是噪聲，串音用導(dǎo)線的互容和互感來表示。 當(dāng)在當(dāng)在EMC預(yù)測(cè)和解決預(yù)測(cè)和解決EMI問題時(shí)，首先應(yīng)確定發(fā)問題時(shí)，首先應(yīng)確定發(fā)射源的耦合途徑是傳

30、輸?shù)?、輻射的、還是串音的。射源的耦合途徑是傳輸?shù)摹⑤椛涞?、還是串音的。 PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.29 一般來說，在高頻時(shí)電容耦合是主一般來說，在高頻時(shí)電容耦合是主要的，但如果源阻抗或接收器之一要的，但如果源阻抗或接收器之一或兩者都采用屏蔽電纜并在屏蔽層或兩者都采用屏蔽電纜并在屏蔽層兩端接地，則磁場(chǎng)耦合將是主要的。兩端接地，則磁場(chǎng)耦合將是主要的。另外，低頻一般有較低的電路阻抗，另外，低頻一般有較低的電路阻抗，電感耦合是主要的。電感耦合是主要的。 通過串音預(yù)測(cè)，可以保證通過串音預(yù)測(cè)，可以保證PCB上數(shù)字和上數(shù)字和模擬信號(hào)適當(dāng)?shù)拈g距。模擬信號(hào)適當(dāng)?shù)拈g距。 PCB

31、PCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.30 （2）數(shù)字電路）數(shù)字電路PCB使電子產(chǎn)品的電磁輻使電子產(chǎn)品的電磁輻射加重射加重 計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備的電路一般都是用數(shù)計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備的電路一般都是用數(shù)字電路字電路PCB實(shí)現(xiàn)的，在很多情況下，數(shù)實(shí)現(xiàn)的，在很多情況下，數(shù)字電路字電路PCB產(chǎn)生的輻射問題要比模擬電產(chǎn)生的輻射問題要比模擬電路路PCB更嚴(yán)重。更嚴(yán)重。 由于數(shù)字電路的驅(qū)動(dòng)電流較大，致使輻由于數(shù)字電路的驅(qū)動(dòng)電流較大，致使輻射的強(qiáng)度也較大；而高速時(shí)鐘脈沖和數(shù)射的強(qiáng)度也較大；而高速時(shí)鐘脈沖和數(shù)字信號(hào)又使得輻射頻帶加寬。字信號(hào)又使得輻射頻帶加寬。PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商

32、務(wù)職院湖南商務(wù)職院.31 PCB電磁輻射分兩種基本類型：差模輻電磁輻射分兩種基本類型：差模輻射與共模輻射。差模輻射的特點(diǎn)取決于射與共模輻射。差模輻射的特點(diǎn)取決于閉合環(huán)路中電流特性；共模輻射由對(duì)地閉合環(huán)路中電流特性；共模輻射由對(duì)地的干擾的干擾(噪聲噪聲)電壓引起。電壓引起。 電磁輻射主要表現(xiàn)在：對(duì)周圍的電子系電磁輻射主要表現(xiàn)在：對(duì)周圍的電子系統(tǒng)構(gòu)成窄帶與寬帶干擾；另一方面造成統(tǒng)構(gòu)成窄帶與寬帶干擾；另一方面造成潛在的信息泄漏問題。潛在的信息泄漏問題。 PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.32 影響影響PCB電磁輻射的因素主要是電磁輻射的因素主要是PCB的結(jié)構(gòu)和激勵(lì)因的結(jié)構(gòu)

33、和激勵(lì)因素：素：PCB的結(jié)構(gòu)不同，其輻射效果也不同，傳輸帶的長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)不同，其輻射效果也不同，傳輸帶的長(zhǎng)度、回路面積、地線走向、整體布局等都會(huì)影響到輻射度、回路面積、地線走向、整體布局等都會(huì)影響到輻射效果。效果。 顯然，顯然，PCB的布局設(shè)計(jì)將直接關(guān)系到整機(jī)電磁輻射的布局設(shè)計(jì)將直接關(guān)系到整機(jī)電磁輻射的強(qiáng)弱。在確定的激勵(lì)狀態(tài)下，整機(jī)系統(tǒng)輻射水平的抑的強(qiáng)弱。在確定的激勵(lì)狀態(tài)下，整機(jī)系統(tǒng)輻射水平的抑制和降低，必須從制和降低，必須從PCB的輻射分析及布局的優(yōu)化設(shè)計(jì)著的輻射分析及布局的優(yōu)化設(shè)計(jì)著手。手。 PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.33 布線結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)對(duì)降低布線結(jié)構(gòu)的

34、合理設(shè)計(jì)對(duì)降低PCB輻射也具有關(guān)鍵輻射也具有關(guān)鍵的作用。的作用。 消除輻射干擾最有效的方法是采取屏蔽，屏蔽噪消除輻射干擾最有效的方法是采取屏蔽，屏蔽噪聲源或屏蔽敏感電路。除屏蔽方法外，還可以通過聲源或屏蔽敏感電路。除屏蔽方法外，還可以通過改變電路設(shè)計(jì)來提高系統(tǒng)的抗干擾能力。改變電路設(shè)計(jì)來提高系統(tǒng)的抗干擾能力。2電磁兼容的防治措施電磁兼容的防治措施 解決電磁兼容問題應(yīng)從產(chǎn)品的開發(fā)階段開始，并解決電磁兼容問題應(yīng)從產(chǎn)品的開發(fā)階段開始，并貫穿于整個(gè)產(chǎn)品或系統(tǒng)的開發(fā)、生產(chǎn)過程。貫穿于整個(gè)產(chǎn)品或系統(tǒng)的開發(fā)、生產(chǎn)過程。 國(guó)內(nèi)外大量的經(jīng)驗(yàn)表明，在產(chǎn)品或系統(tǒng)的研制過國(guó)內(nèi)外大量的經(jīng)驗(yàn)表明，在產(chǎn)品或系統(tǒng)的研制過程中

35、越早注意電磁兼容問題，越可以節(jié)約人力與物程中越早注意電磁兼容問題，越可以節(jié)約人力與物力。力。 PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.34 在控制方法上，除了采用眾所周知的抑在控制方法上，除了采用眾所周知的抑制干擾傳播的技術(shù)，如屏蔽、接地、搭制干擾傳播的技術(shù)，如屏蔽、接地、搭接、合理布線等方法以外還可以采取回接、合理布線等方法以外還可以采取回避和疏導(dǎo)的技術(shù)處理，如空間方位分離、避和疏導(dǎo)的技術(shù)處理，如空間方位分離、頻率劃分與回避、濾波、吸收和旁路等頻率劃分與回避、濾波、吸收和旁路等等，有時(shí)這些回避和疏導(dǎo)技術(shù)簡(jiǎn)單而巧等，有時(shí)這些回避和疏導(dǎo)技術(shù)簡(jiǎn)單而巧妙，可以代替成本費(fèi)用昂貴而

36、質(zhì)量體積妙，可以代替成本費(fèi)用昂貴而質(zhì)量體積較大的硬件措施，收到事半功倍的效果。較大的硬件措施，收到事半功倍的效果。 PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.35 電磁兼容設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)是對(duì)電磁干擾源的電磁兼容設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)是對(duì)電磁干擾源的研究，從干擾源處控制其電磁發(fā)射?？刂聘蓴_源研究，從干擾源處控制其電磁發(fā)射。控制干擾源的發(fā)射，需要廣泛地應(yīng)用屏蔽的發(fā)射，需要廣泛地應(yīng)用屏蔽(包括隔離包括隔離)、濾波和、濾波和接地技術(shù)。接地技術(shù)。 （1）屏蔽）屏蔽 屏蔽主要是運(yùn)用各種導(dǎo)電材料，制成殼體與屏蔽主要是運(yùn)用各種導(dǎo)電材料，制成殼體與大地連接，以切斷靜電耦合、感應(yīng)耦合或交變電大地連接，

37、以切斷靜電耦合、感應(yīng)耦合或交變電磁場(chǎng)耦合的電磁噪聲傳播途徑。磁場(chǎng)耦合的電磁噪聲傳播途徑。 PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.36 電磁屏蔽是電磁兼容防治的重要手段。電磁電磁屏蔽是電磁兼容防治的重要手段。電磁屏蔽是以金屬隔離的原理來控制電磁干擾由屏蔽是以金屬隔離的原理來控制電磁干擾由一個(gè)區(qū)域向另一區(qū)域感應(yīng)和輻射傳播的方法。一個(gè)區(qū)域向另一區(qū)域感應(yīng)和輻射傳播的方法。 屏蔽一般分為兩種類型：一類是靜電屏蔽，屏蔽一般分為兩種類型：一類是靜電屏蔽，主要用于防止靜電場(chǎng)和恒定磁場(chǎng)的影響，另主要用于防止靜電場(chǎng)和恒定磁場(chǎng)的影響，另一類是電磁屏蔽，主要防止交變電場(chǎng)、交變一類是電磁屏蔽，主

38、要防止交變電場(chǎng)、交變磁場(chǎng)以及防止交變電磁場(chǎng)的影響。磁場(chǎng)以及防止交變電磁場(chǎng)的影響。 靜電屏蔽應(yīng)具備兩個(gè)基本要點(diǎn)，即完善的屏靜電屏蔽應(yīng)具備兩個(gè)基本要點(diǎn)，即完善的屏蔽體和良好的接地。蔽體和良好的接地。 PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.37 （2）隔離）隔離 隔離主要是運(yùn)用繼電器、隔離變壓器或光電隔離器隔離主要是運(yùn)用繼電器、隔離變壓器或光電隔離器等器件來切斷電磁噪聲傳導(dǎo)形式的傳播途徑。其特點(diǎn)是等器件來切斷電磁噪聲傳導(dǎo)形式的傳播途徑。其特點(diǎn)是將兩部分電路的地線系統(tǒng)分隔開來，切斷通過阻抗進(jìn)行將兩部分電路的地線系統(tǒng)分隔開來，切斷通過阻抗進(jìn)行耦合的可能。耦合的可能。 在一個(gè)電子系

39、統(tǒng)中，通道之間的信號(hào)輻射會(huì)產(chǎn)生電在一個(gè)電子系統(tǒng)中，通道之間的信號(hào)輻射會(huì)產(chǎn)生電磁干擾。如果是兩個(gè)圖像通道的信號(hào)干擾，會(huì)產(chǎn)生圖像磁干擾。如果是兩個(gè)圖像通道的信號(hào)干擾，會(huì)產(chǎn)生圖像疊加、背景虛像等現(xiàn)象。如果是兩個(gè)音頻通道的信號(hào)干疊加、背景虛像等現(xiàn)象。如果是兩個(gè)音頻通道的信號(hào)干擾，則會(huì)出現(xiàn)串音現(xiàn)象。擾，則會(huì)出現(xiàn)串音現(xiàn)象。 在印刷電路板上，信號(hào)線長(zhǎng)距離高密度平行，就有在印刷電路板上，信號(hào)線長(zhǎng)距離高密度平行，就有可能出現(xiàn)傳輸通道干擾。改善傳輸通道干擾的方法是在可能出現(xiàn)傳輸通道干擾。改善傳輸通道干擾的方法是在設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)PCB板時(shí)，高頻信號(hào)之間的布線盡量少平行，有條板時(shí)，高頻信號(hào)之間的布線盡量少平行，有條件的要插

40、入地線。件的要插入地線。 PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.38 （3）濾波）濾波 濾波是在頻域上處理電磁噪聲的技術(shù)，濾波是在頻域上處理電磁噪聲的技術(shù)，為電磁噪聲提供一個(gè)低阻抗通路，以抑為電磁噪聲提供一個(gè)低阻抗通路，以抑制電磁干擾。例如，電源濾波器對(duì)制電磁干擾。例如，電源濾波器對(duì)50Hz的電源頻率呈現(xiàn)高阻抗，而對(duì)電磁噪聲的電源頻率呈現(xiàn)高阻抗，而對(duì)電磁噪聲頻譜呈現(xiàn)低阻抗。頻譜呈現(xiàn)低阻抗。 頻率管理是濾波的重要手段，是指運(yùn)用頻率管理是濾波的重要手段，是指運(yùn)用干擾抑制濾波技術(shù)來選擇信號(hào)和抑制干干擾抑制濾波技術(shù)來選擇信號(hào)和抑制干擾。為了實(shí)現(xiàn)這兩在功能而設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)擾。為了實(shí)現(xiàn)

41、這兩在功能而設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)都稱都稱為濾波器。都稱都稱為濾波器。 PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.39 線路板上的導(dǎo)線，是最有效的接收和輻線路板上的導(dǎo)線，是最有效的接收和輻射天線。由于導(dǎo)線的存在，往往會(huì)在線射天線。由于導(dǎo)線的存在，往往會(huì)在線路板上產(chǎn)生過強(qiáng)的電磁輻射。同時(shí)，這路板上產(chǎn)生過強(qiáng)的電磁輻射。同時(shí)，這些導(dǎo)線又能接受外部的電磁干擾，使電些導(dǎo)線又能接受外部的電磁干擾，使電路對(duì)干擾很敏感。在導(dǎo)線上使用信號(hào)濾路對(duì)干擾很敏感。在導(dǎo)線上使用信號(hào)濾波器是解決高頻電磁干擾輻射和接收很波器是解決高頻電磁干擾輻射和接收很有效的方法。脈沖信號(hào)的高頻成分很豐有效的方法。脈沖信號(hào)的高頻成分

42、很豐富，這些高頻成分可以借助導(dǎo)線輻射，富，這些高頻成分可以借助導(dǎo)線輻射，使線路板的輻射超標(biāo)。信號(hào)濾波器的使使線路板的輻射超標(biāo)。信號(hào)濾波器的使用可使脈沖信號(hào)的高頻成分大大減少用可使脈沖信號(hào)的高頻成分大大減少 。PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.40 電源線是電磁干擾傳入設(shè)備和傳出設(shè)備的電源線是電磁干擾傳入設(shè)備和傳出設(shè)備的主要途徑。通過電源線，電網(wǎng)上的干擾可以傳主要途徑。通過電源線，電網(wǎng)上的干擾可以傳入設(shè)備，干擾設(shè)備的正常工作。入設(shè)備，干擾設(shè)備的正常工作。 （4）接地）接地 接地包括接地體的設(shè)計(jì)、地線的布置、接接地包括接地體的設(shè)計(jì)、地線的布置、接地線在各種不同頻率下的阻

43、抗等內(nèi)容，不僅涉地線在各種不同頻率下的阻抗等內(nèi)容，不僅涉及產(chǎn)品或系統(tǒng)的電氣安全，而且關(guān)聯(lián)著電磁兼及產(chǎn)品或系統(tǒng)的電氣安全，而且關(guān)聯(lián)著電磁兼容和其測(cè)量技術(shù)。容和其測(cè)量技術(shù)。PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.41 102 印刷電路板中的電磁兼容設(shè)計(jì)方法印刷電路板中的電磁兼容設(shè)計(jì)方法 印刷電路板印刷電路板(PCB)是電子產(chǎn)品中電路元件和器是電子產(chǎn)品中電路元件和器件的支撐件，件的支撐件，PCB中的電磁兼容性直接決定著產(chǎn)中的電磁兼容性直接決定著產(chǎn)品開發(fā)是否成功，決定著產(chǎn)品抗干擾能力的高低。品開發(fā)是否成功，決定著產(chǎn)品抗干擾能力的高低。要使電子電路獲得最佳性能，在進(jìn)行要使電子電路獲

44、得最佳性能，在進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)時(shí)需要深入分析需要深入分析PCB設(shè)計(jì)的一般原則及研究電磁兼設(shè)計(jì)的一般原則及研究電磁兼容性設(shè)計(jì)的一般方法。容性設(shè)計(jì)的一般方法。 PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.42 常規(guī)的常規(guī)的EMI控制技術(shù)一般包括：元器件控制技術(shù)一般包括：元器件的合理布局、連線的合理控制、電源線、的合理布局、連線的合理控制、電源線、接地、濾波電容的合理配置等。接地、濾波電容的合理配置等。PCB的的基材及基材及PCB層的選擇、電子元件及電子層的選擇、電子元件及電子元件的電磁特性、元件間互連線的長(zhǎng)寬元件的電磁特性、元件間互連線的長(zhǎng)寬等都制約著等都制約著PCB的電磁兼

45、容性。的電磁兼容性。 無論設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾發(fā)射還是受到外無論設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾發(fā)射還是受到外界干擾的影響，或者電路之間產(chǎn)生相互界干擾的影響，或者電路之間產(chǎn)生相互干擾，電路板都是問題的核心干擾，電路板都是問題的核心 。PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.43 1021 PCB材料的選擇與電磁兼容性材料的選擇與電磁兼容性 根據(jù)產(chǎn)品的實(shí)際需要及成本綜合考慮根據(jù)產(chǎn)品的實(shí)際需要及成本綜合考慮PCB層數(shù)的選擇，一般來說，多層板能夠較層數(shù)的選擇，一般來說，多層板能夠較好地控制好地控制EMI，但太多的層也增大了電磁管，但太多的層也增大了電磁管理的難度。多層理的難度。多層PCB的電磁兼容

46、設(shè)計(jì)要采用的電磁兼容設(shè)計(jì)要采用絕緣常數(shù)值按層次嚴(yán)格受控的高性能絕緣電絕緣常數(shù)值按層次嚴(yán)格受控的高性能絕緣電路板。這種方法有利于對(duì)絕緣材料與鄰近布路板。這種方法有利于對(duì)絕緣材料與鄰近布線之間的電磁場(chǎng)進(jìn)行有效管理。線之間的電磁場(chǎng)進(jìn)行有效管理。PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.44 1022 集成電路芯片的電磁兼容問題集成電路芯片的電磁兼容問題 實(shí)際工作中，設(shè)計(jì)工程師通常認(rèn)為自己能夠接實(shí)際工作中，設(shè)計(jì)工程師通常認(rèn)為自己能夠接觸到的觸到的EMC問題就是問題就是PCB板級(jí)設(shè)計(jì)。然而在考板級(jí)設(shè)計(jì)。然而在考慮慮EMI控制時(shí)，首先應(yīng)該考慮對(duì)集成電路芯片控制時(shí)，首先應(yīng)該考慮對(duì)集成電路

47、芯片的選擇。的選擇。 如果能夠深入了解集成電路芯片的內(nèi)部特征，如果能夠深入了解集成電路芯片的內(nèi)部特征，可以簡(jiǎn)化可以簡(jiǎn)化PCB和系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)中的和系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)中的EMI控制?？刂啤?PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.451集成電路芯片的集成電路芯片的EMI來源來源 PCB中集成電路中集成電路EMI的來源主要有：數(shù)字集成電路的來源主要有：數(shù)字集成電路從邏輯高到邏輯低之間轉(zhuǎn)換或者從邏輯低到邏輯高之從邏輯高到邏輯低之間轉(zhuǎn)換或者從邏輯低到邏輯高之間轉(zhuǎn)換過程中，輸出端產(chǎn)生的方波信號(hào)頻率導(dǎo)致的間轉(zhuǎn)換過程中，輸出端產(chǎn)生的方波信號(hào)頻率導(dǎo)致的EMI；信號(hào)電壓和信號(hào)電流電場(chǎng)和磁場(chǎng)；信號(hào)電壓和

48、信號(hào)電流電場(chǎng)和磁場(chǎng)；IC芯片自身芯片自身的電容和電感等。的電容和電感等。 2IC封裝特征在電磁干擾控制中的作用封裝特征在電磁干擾控制中的作用 IC封裝通常包括硅基芯片、一個(gè)小型的內(nèi)部封裝通常包括硅基芯片、一個(gè)小型的內(nèi)部PCB以及焊盤。硅基芯片安裝在小型的以及焊盤。硅基芯片安裝在小型的PCB上，通過綁定上，通過綁定線實(shí)現(xiàn)硅基芯片與焊盤之間的連接，在某些封裝中也線實(shí)現(xiàn)硅基芯片與焊盤之間的連接，在某些封裝中也可以實(shí)現(xiàn)直接連接?？梢詫?shí)現(xiàn)直接連接。 PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.46 1023 濾波設(shè)計(jì)濾波設(shè)計(jì) 對(duì)于任何設(shè)備而言，濾波都是解決電對(duì)于任何設(shè)備而言，濾波都是解

49、決電磁干擾的關(guān)鍵技術(shù)之一。因?yàn)樵O(shè)備中的磁干擾的關(guān)鍵技術(shù)之一。因?yàn)樵O(shè)備中的導(dǎo)線是效率很高的接收和輻射天線，設(shè)導(dǎo)線是效率很高的接收和輻射天線，設(shè)備產(chǎn)生的大部分輻射發(fā)射都是通過各種備產(chǎn)生的大部分輻射發(fā)射都是通過各種導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)的。導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)的。 濾波器可以抑制交流電源線上輸入的干濾波器可以抑制交流電源線上輸入的干擾信號(hào)及信號(hào)傳輸線上感應(yīng)的各種干擾。擾信號(hào)及信號(hào)傳輸線上感應(yīng)的各種干擾。濾波器可分為交流電源濾波器、信號(hào)傳濾波器可分為交流電源濾波器、信號(hào)傳輸線濾波器和去耦濾波器。輸線濾波器和去耦濾波器。 PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.47 交流濾波器的安裝及布線直接影響濾波器的性

50、能，在交流濾波器的安裝及布線直接影響濾波器的性能，在其安裝布線中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：其安裝布線中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： (1)濾波器應(yīng)安裝在機(jī)柜底部離設(shè)備電源入口盡可能近濾波器應(yīng)安裝在機(jī)柜底部離設(shè)備電源入口盡可能近的部位，并加以絕緣，不要讓未經(jīng)過濾波器的電源線在機(jī)的部位，并加以絕緣，不要讓未經(jīng)過濾波器的電源線在機(jī)柜內(nèi)迂回。柜內(nèi)迂回。 (2)電源濾波器的外殼必須用截面積大的導(dǎo)線以最短的電源濾波器的外殼必須用截面積大的導(dǎo)線以最短的距離與機(jī)殼連為一體，并盡量使電源濾波器的接地點(diǎn)與機(jī)距離與機(jī)殼連為一體，并盡量使電源濾波器的接地點(diǎn)與機(jī)殼接地點(diǎn)保持最短的距離。殼接地點(diǎn)保持最短的距離。 (3)機(jī)殼內(nèi)的其他電器或電磁開

51、關(guān)等應(yīng)從濾波器的前端機(jī)殼內(nèi)的其他電器或電磁開關(guān)等應(yīng)從濾波器的前端引線接到負(fù)載，或?yàn)檫@些干擾源單獨(dú)加裝濾波器。引線接到負(fù)載，或?yàn)檫@些干擾源單獨(dú)加裝濾波器。 PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.48 1024 電磁兼容設(shè)計(jì)中的布局與布線電磁兼容設(shè)計(jì)中的布局與布線 PCB設(shè)計(jì)中的布局，是指設(shè)計(jì)中的布局，是指PCB上電子元上電子元件及配件的排列方式。對(duì)件及配件的排列方式。對(duì)PCB上元器件上元器件合理規(guī)劃安放是布線的基礎(chǔ)，原件布局合理規(guī)劃安放是布線的基礎(chǔ)，原件布局不僅會(huì)影響不僅會(huì)影響PCB板上連接線的布通率，板上連接線的布通率，而且影響到而且影響到PCB的電磁兼容性及整個(gè)產(chǎn)的電

52、磁兼容性及整個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量。良好的電磁兼容設(shè)計(jì)依賴品的質(zhì)量。良好的電磁兼容設(shè)計(jì)依賴PCB設(shè)計(jì)工程師對(duì)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)原理、布設(shè)計(jì)工程師對(duì)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)原理、布線規(guī)則、電磁兼容控制技術(shù)的深刻理解。線規(guī)則、電磁兼容控制技術(shù)的深刻理解。PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.49 在在PCB設(shè)計(jì)中，布局是一個(gè)復(fù)雜的工作，設(shè)計(jì)中，布局是一個(gè)復(fù)雜的工作，元器件布局的自動(dòng)化程度仍然較低，人元器件布局的自動(dòng)化程度仍然較低，人工干預(yù)的程度較高。工干預(yù)的程度較高。 PCB中元器件的布局應(yīng)從兩個(gè)層面上考中元器件的布局應(yīng)從兩個(gè)層面上考慮，一個(gè)是平面的，即通常在慮，一個(gè)是平面的，即通常在PCB設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)中提到

53、的中提到的PCB布局；另外一個(gè)是立體的布局；另外一個(gè)是立體的元器件布局，既要考慮到元件的大小、元器件布局，既要考慮到元件的大小、所占空間，又要考慮到元器件的密度。所占空間，又要考慮到元器件的密度。 PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.50 電路板系統(tǒng)的布線包括：芯片到電路板、電路板系統(tǒng)的布線包括：芯片到電路板、PCB板內(nèi)互連以及板內(nèi)互連以及PCB與外部器件之間與外部器件之間的三類互連。的三類互連。 在在PCB設(shè)計(jì)中，互連點(diǎn)處的電磁特性是設(shè)計(jì)中，互連點(diǎn)處的電磁特性是工程設(shè)計(jì)面臨的主要問題之一，涉及器工程設(shè)計(jì)面臨的主要問題之一，涉及器件安裝方法、布線的隔離以及減少引線件安

54、裝方法、布線的隔離以及減少引線電感的措施等。電感的措施等。 PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.51 1高頻數(shù)字電路高頻數(shù)字電路PCB的電磁兼容設(shè)計(jì)中的的電磁兼容設(shè)計(jì)中的布局與布線布局與布線 高頻數(shù)字電路高頻數(shù)字電路PCB布線規(guī)則如下。布線規(guī)則如下。 高頻數(shù)字信號(hào)線要用短線。高頻數(shù)字信號(hào)線要用短線。 主要信號(hào)線最好集中在主要信號(hào)線最好集中在PCB板中心。板中心。 時(shí)鐘發(fā)生電路應(yīng)在板中心附近，時(shí)鐘扇出時(shí)鐘發(fā)生電路應(yīng)在板中心附近，時(shí)鐘扇出應(yīng)采用菊鏈?zhǔn)交虿⒙?lián)布線。應(yīng)采用菊鏈?zhǔn)交虿⒙?lián)布線。 電源線盡可能遠(yuǎn)離高頻數(shù)字信號(hào)線或用地電源線盡可能遠(yuǎn)離高頻數(shù)字信號(hào)線或用地線隔開，電路的

55、布局必須減小電流回路，電源線隔開，電路的布局必須減小電流回路，電源的分布必須是低感應(yīng)的的分布必須是低感應(yīng)的(多路設(shè)計(jì)多路設(shè)計(jì))。 PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.52 輸入輸出端用的導(dǎo)線應(yīng)盡量避免相鄰平行。輸入輸出端用的導(dǎo)線應(yīng)盡量避免相鄰平行。最好加線間地線，以免發(fā)生反饋耦合。最好加線間地線，以免發(fā)生反饋耦合。 PCB導(dǎo)線的最小寬度主要由導(dǎo)線與絕緣基板間導(dǎo)線的最小寬度主要由導(dǎo)線與絕緣基板間的黏附強(qiáng)度和流過它們的電流值決定。當(dāng)銅的黏附強(qiáng)度和流過它們的電流值決定。當(dāng)銅 箔厚度為箔厚度為005 mm、寬度為、寬度為115 mm時(shí)，時(shí)，通過通過2 A的電流，溫度不會(huì)高于的

56、電流，溫度不會(huì)高于3。因此，導(dǎo)。因此，導(dǎo)線寬度為線寬度為15mm可滿足要求。對(duì)于集成電路，可滿足要求。對(duì)于集成電路，尤其是數(shù)字電路，通常選尤其是數(shù)字電路，通常選00203mm導(dǎo)線導(dǎo)線寬度。當(dāng)然，只要允許，還是盡可能用寬線，寬度。當(dāng)然，只要允許，還是盡可能用寬線，尤其是電源線和地線。導(dǎo)線的最小間距主要由尤其是電源線和地線。導(dǎo)線的最小間距主要由最壞情況下的線間絕緣電阻和擊穿電壓決定。最壞情況下的線間絕緣電阻和擊穿電壓決定。對(duì)于集成電路，尤其是數(shù)字電路，只要工藝允對(duì)于集成電路，尤其是數(shù)字電路，只要工藝允許，可使間距小至許，可使間距小至58mm。PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)

57、職院.53 印刷線路板的布線要注意以下問題：印刷線路板的布線要注意以下問題： 專用零伏線，電源線的走線寬度大于等于專用零伏線，電源線的走線寬度大于等于l mm； 電源線和地線盡可能靠近，整塊印刷板上的電源線和地線盡可能靠近，整塊印刷板上的電源與地要呈電源與地要呈“井井”字形分布，以便使分布線字形分布，以便使分布線電流達(dá)到均衡；電流達(dá)到均衡； 要為模擬電路專門提供一根零伏線；為減少要為模擬電路專門提供一根零伏線；為減少線間串?dāng)_，必要時(shí)可增加印刷線條間距離，注線間串?dāng)_，必要時(shí)可增加印刷線條間距離，注意安插一些零伏線作為線間隔離；意安插一些零伏線作為線間隔離；PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南

58、商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.54 印刷電路的插頭也要多安排一些零伏線作印刷電路的插頭也要多安排一些零伏線作為線間隔離；特別注意電流流通中的導(dǎo)線為線間隔離；特別注意電流流通中的導(dǎo)線環(huán)路尺寸；如有可能在控制線環(huán)路尺寸；如有可能在控制線(于印刷板上于印刷板上)的入口處加接的入口處加接R-C去耦，以便消除傳輸中可去耦，以便消除傳輸中可能出現(xiàn)的干擾因素；能出現(xiàn)的干擾因素； 印刷弧上的線寬不要突變，導(dǎo)線不要突然印刷弧上的線寬不要突變，導(dǎo)線不要突然拐角拐角(90。)，傳輸線拐角要采用，傳輸線拐角要采用45。角，。角，以降低回?fù)p。以降低回?fù)p。PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.55 突出引

59、線存在抽頭電感，要避免使用有引線突出引線存在抽頭電感，要避免使用有引線的組件。高頻環(huán)境下，最好使用表面安裝組件。的組件。高頻環(huán)境下，最好使用表面安裝組件。 在確定特殊元件的位置除遵循常規(guī)原則外，在在確定特殊元件的位置除遵循常規(guī)原則外，在電磁兼容性設(shè)計(jì)中還要遵循以下原則：電磁兼容性設(shè)計(jì)中還要遵循以下原則： 盡可能縮短高頻元器件之間的連線，設(shè)法減少盡可能縮短高頻元器件之間的連線，設(shè)法減少它們的分布參數(shù)和相互間的電磁干擾。易受干它們的分布參數(shù)和相互間的電磁干擾。易受干擾的元器件距離不能太近，輸入和輸出元件應(yīng)擾的元器件距離不能太近，輸入和輸出元件應(yīng)盡量遠(yuǎn)離。盡量遠(yuǎn)離。 某些元器件或?qū)Ь€之間可能有較高的

60、電位差，某些元器件或?qū)Ь€之間可能有較高的電位差，應(yīng)加大它們之間的距離，避免放電引出意外短應(yīng)加大它們之間的距離，避免放電引出意外短路。路。PCBPCB電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)湖南商務(wù)職院湖南商務(wù)職院.56 根據(jù)電路的功能單元對(duì)電路的全部元器件進(jìn)行布局根據(jù)電路的功能單元對(duì)電路的全部元器件進(jìn)行布局時(shí)，要符合以下原則：時(shí)，要符合以下原則： 按照電路的流程安排各個(gè)功能電路單元的位置，使按照電路的流程安排各個(gè)功能電路單元的位置，使布局便于信號(hào)流通，并使信號(hào)盡可能保持一致的方向。布局便于信號(hào)流通，并使信號(hào)盡可能保持一致的方向。 以每個(gè)功能電路的核心元件為中心，圍繞它來進(jìn)行以每個(gè)功能電路的核心元件為中心，圍繞